la historia de la tierra - elplomero.files.wordpress.com · espacio, y nuestro hermoso y marmoleado...

Un fascinante viaje al pasado remoto de la Tierra para conocer lascondicionesquehicieronposiblesuexistenciaylosdramáticoscambiosquedieroncomoresultadoelplanetaqueconocemos.

Tal es lapropuestadeRobertM.Hazen, distinguidogeofísico ydivulgadorcientíficoestadounidense.Recurriendoa la imaginacióndeunastrobiólogo,alenfoquedeunhistoriadoryalapasióndeunnaturalista,HazenexplicaenestaspáginasrigurosasyamenascómoloscambiosenelnivelatómicosetradujeronentransformacionesdramáticasenlacomposicióndelaTierra.

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RobertHazen

LaHistoriadelaTierraLosprimeros4500millonesdeañosDelpolvoestelaralplanetaviviente

ePubr1.0Titivillus17.03.2018


Títulooriginal:THESTORYOFEARTH.TheFirst4-5BillionYearsfromStardusttoLivingPlanetRobertHazen,2012Traducción:MaiaFernándezSchussheimDiseñodecubierta:Enigma

Editordigital:TitivillusePubbaser1.2


ParaGregory.Lascosascambiarán;

quetengaslasabiduríayelvalorparaadaptarte.


INTRODUCCIÓN

UnadelasimágenesmásextraordinariasdelsigloXXesunafotografíaquemuestraa la Tierra en pleno ascenso sobre el cielo lunar. La tomó, en 1968, un viajerohumano que se encontraba en órbita alrededor de nuestro satélite. Hace muchotiempoquesabemoslovaliosoyespecialqueesnuestromundo:laTierraeselúnicoplanetaqueconocemosquecuentaconocéanos,conunaatmósferaricaenoxígeno,con vida. Y a pesar de ello, a muchos nos tomó desprevenidos el absoluto ysorprendentecontrasteentreeldesoladopaisaje lunar,elvacíomuertoyoscurodelespacio,ynuestrohermosoymarmoleadoplanetaazulyblanco.Desdeeselejanoyprivilegiado punto de vista la Tierra parece solitaria, pequeña y vulnerable, perotambiénmuchomáshermosaquecualquierotroobjetoceleste.

Esfácilentenderquénoshacesentirtancautivadospornuestrohogarplanetario.MásdedossiglosantesdelnacimientodeCristo,eleruditofilósofoEratóstenesdeCirene llevó a cabo el primer experimento documentado en nuestro planeta: parapodermedirlacircunferenciadelaTierradesarrollóuningeniosométodobasadoenla simple observación de las sombras. Durante el solsticio de verano, justo almediodía, Eratóstenes observó el Sol que se alzaba sobre su cabeza en la ciudadecuatorial de Syene, Egipto, hoy Asuán. Un poste vertical no arrojaba ningunasombra. Por el contrario, el mismo día, a la misma hora, en la ciudad costera deAlejandría,unos780kilómetrosalnorte,unposteverticalparecidoproyectabaunapequeña sombra, y esto revelaba que en ese lugar el Sol no se encontrabaexactamente en el cenit. Eratóstenes usó los teoremas geométricos de su antecesorgriegoEuclidesparaconcluirquelaTierradebíaserunaesfera,ycalculóqueteníauna circunferencia de unos 40200 kilómetros, una cifra notablemente cercana alvalormodernode40075kilómetrosalaalturadelEcuador.

Alolargodelossigloshahabidomilesdeestudiosos,unoscuantosfamososperolamayor parte perdidos para la historia, que han investigado y reflexionado sobrenuestrohogarplanetario.SehanpreguntadocómoseformólaTierra,cómosemuevepor los cielos, dequé está hechay cómo funciona.Y, sobre todo, estoshombresymujeres de ciencia se han preguntado cómo evolucionó nuestro dinámico planeta,cómo se convirtió en un mundo vivo. Hoy, gracias a nuestro conocimientoacumulativoyalasmaravillasdelatecnologíahumanasabemosmássobrelaTierradeloquejamásimaginaronlosantiguosfilósofos.Porsupuesto,nolosabemostodo,peronuestracomprensiónesmuyricayprofunda.

SibiennuestroconocimientodelaTierrahaidoaumentandodesdeelorigendelahumanidadyseharefinadodurantesigloshastaalcanzarciertogradodeconsenso,buenapartedeeseprogresohareveladoqueestudiarlaTierraesestudiarelcambio.


Hay muchas líneas de evidencia basadas en la observación que apuntan a lanaturaleza fluctuantede laTierra, añoconaño, época conépoca.LosdepósitosdesedimentosrítmicosovarvadosenalgunoslagosglacialesdeEscandinaviamuestranmás de 13 mil años de estratos alternados de partículas gruesas y finas, que seformaroncomoconsecuenciadeerosionesmásomenosrápidasdurantelosdeshielosanualesdeprimavera.LosnúcleosdehieloextraídosdelaAntártidayGroenlandiarevelan más de 800 mil años de acumulaciones estacionales de hielo. Y losdelgadísimosdepósitosdesedimentosdeGreenRiverShale,enWyoming,preservanmásdeunmillóndeañosdeeventosanuales.Cadaunadeesascapasdescansasobrerocas mucho más antiguas, que a su vez ofrecen indicios de grandes ciclos decambios.

AlmedirlosprocesosgeológicosgradualesobtenemospistassobreperiodosaúnmáslargosdelahistoriadelaTierra.Laformacióndelasinmensasislashawaianasrequirióunaactividadvolcánicalentaysostenida,unasucesióndecapasdelavaquese acumularon, unas sobre otras, a lo largo demillones de años. LosApalaches yotras viejas y redondeadas cordillerasmontañosas surgieron después de cientos demillonesdeañosdeerosióngradual,resaltadosporgrandesderrumbes.Alolargodelahistoriageológicalosmovimientos,avecesespasmódicos,delasplacastectónicashandesplazadocontinentes,elevadomontañasyabiertoocéanos.

LaTierrasiemprehasidounplaneta inquieto,enconstanteevolución.Desdeelnúcleohastaelmanto,seencuentraencambioperpetuo.Aunhoy,elaire,losocéanosylatierraestáncambiando,talvezaunpasoinéditoenelpasadorecientedenuestroplaneta. Sería insensato permanecer indiferentes ante estos inquietantes cambiosglobales, y para muchos de nosotros resulta imposible, pues nuestra curiosidad ynuestro amor por nuestro hogar nos resultan tan naturales como lo fueron paraEratóstenes.Perosería igualmente insensatoocuparsedelestadoactualde laTierrasin aprovechar plenamente lo que nos cuenta sobre su pasado, sorprendentementelleno de acontecimientos, sobre su presente impredeciblemente dinámico, y sobrenosotrosynuestrolugarensufuturo.

Hepasadolamayorpartedemividatratandodeentendernuestrohogar,estelugartan vibrante y complejo. De niño coleccionaba rocas y minerales, abarrotaba micuartoconfósilesycristalesquesecodeabancontodaclasedebichosyhuesos.Todami carrera profesional ha tenido como eje el tema de la Tierra. Al principio medediqué a experimentar en la escala submicroscópica de los átomos, a estudiar laestructura molecular de los minerales que conforman las rocas, a calentar y acomprimirlosdiminutosgranosdemineralescomosiestuvierandentrodeunaollade presión para documentar los efectos de estas condiciones extremas en lasprofundidadesdelaTierra.

Coneltiempo,miperspectivacambióyseabrióalasgrandesescalasespacialesytemporalesde lageología.DesdelosdesiertosdeÁfricadelNortea loscamposde


hielodeGroenlandia;delascostasdeHawaialascumbresdelasRocallosas;delaGranBarreradeArrecifesenAustraliaalosarrecifesfósilesdecoralenunadocenade países, las bibliotecas naturales de la Tierra revelan una historia de miles demillones de años de coevolución compartida por los elementos, los minerales, lasrocas y la vida. Conforme mi programa de investigación dio un viraje hacia losposiblespapelesdelosmineralesenlosantiguosorígenesgeoquímicosdelavida,mehe deleitado realizando estudios que sugieren que la coevolución de la vida y losmineralesalolargodelahistoriadelaTierraesaúnmássorprendentedeloquenoshabíamosimaginado:nosóloesverdadquealgunasrocassurgenapartirdelavida,comoresultaevidenteenlascuevasderocacalizaalolargodeloscontinentes,sinoquelavidamismapuedehabersurgidodelasrocas.Durantecuatromilmillonesdeañoslashistoriasevolutivasdelosmineralesylavida—lageologíaylabiología—se han entretejido en formas extraordinarias que apenas hoy comenzamos avislumbrar.En2008estas ideasculminaronenunartículopococonvencionalsobre«evoluciónmineral»,unargumentonuevoycontroversialquealgunosrecibieronconbeneplácito y representó lo que tal vez fuera el primer cambio de paradigma enmineralogía de los últimos dos siglos, y que otros vieron con recelo, como unreplanteamiento tal vez herético de nuestra ciencia en el contexto del tiempoprofundo.

SibienlaantiguadisciplinadelamineralogíaesabsolutamentecentralparatodoloquesabemossobrelaTierraysuinteresantepasado,curiosamentehapermanecidobastante estática e indiferente a los caprichos conceptuales de cada época.Durantemás de dos siglos las mediciones de composición química, densidad, dureza,propiedadesópticasyestructuracristalinahansidoelalimentocotidianoenlavidadelosmineralogistas. Si visitas cualquiermuseo de historia natural entenderás lo quedigo: verás vitrinas y vitrinas llenas de cristales fantásticos, con etiquetas quemuestran su nombre, su fórmula química, su sistema cristalino y su localización.Estosatesoradosfragmentosde laTierrasonmuyvaliososenelcontextohistórico,pero posiblemente no nos ofrezcan ninguna pista sobre su edad o sustransformaciones geológicas subsecuentes. La vieja escuela básicamente separa losmineralesdesusapasionanteshistoriasdevida.

Estaperspectivatradicionaltienequecambiar.MientrasmásexaminamoselricoregistrogeológicodelaTierra,máscomprobamosqueelmundonatural,tantoelvivocomoelinanimado,sehatransformadounayotravez.Cadavezentendemosmejorlas duales realidades planetarias del tiempo y el cambio, y esto nos permite hacerconjeturas no sólo sobre cómo se formaron los minerales, sino cuándo.Recientemente se han descubierto organismos en lugares que tradicionalmente seconsideraban inhóspitos para la vida: chimeneas volcánicas supercalientes, pozasácidas, hielo ártico y polvo estratosférico, y esto ha hecho que lamineralogía seavista cada vezmás como una disciplina clave en la búsqueda por comprender losorígenes y la supervivencia de la vida. En el número de noviembre de 2008 de la


publicación emblemática del área, American Mineralogist, mis colegas y yopropusimos una nueva forma de pensar sobre el reino mineral y sus increíblestransformacionesatravésdeladimensióninexploradadeltiempo.Hicimosénfasisenquehacemuchosmilesdemillonesdeañosnoexistíanmineralesenelcosmos.Nopodíanhaberse formado,ymuchomenos sobrevivido, compuestoscristalinoseneltorbellinosupercalientequesiguióalBigBang.Tuvoquetranscurrirmediomillóndeañosparaqueseformaranlosprimerosátomos—hidrógeno,helioyunpocodelitio— en el caldero de la creación.Millones de años después la gravedad amalgamóestos elementos gaseosos primordiales en las primeras nebulosas y luego las hizocolapsarparaformarlasprimerasestrellasincandescentes,densasycalientes.Lasagamineralógica del cosmos sólo pudo dar inicio cuando esas primeras estrellasexplotaronparaconvertirseenbrillantessupernovas,cuandolascapasdegasesricosenelementossecondensaronenlosprimerosdiminutoscristalesdediamante.

Esporesoquemeheconvertidoenun lectorcompulsivodel testimoniode lasrocas, lashistorias—apasionantes,sibienaveces fragmentariasyambiguas—quenarrancosassobreelnacimientoylamuerte,laestasisylafluctuación,losorígenesylaevolución.EstagrandiosahistoriadelaTierra,enlaqueseentretejenlasesferasdelovivoydeloinanimado—lacoevolucióndelavidaydelasrocas—esunacosasorprendente.Yhayquecompartirla,porquenosotrossomos laTierra.Todo loquenosdacobijoysustento,todoslosobjetosqueposeemos,ydehechocadaunodelosátomosymoléculasqueconstituyennuestroscaparazonesdecarne,provienendelaTierra y a ella regresarán. Conocer nuestro hogar es, pues, conocer una parte denosotrosmismos.

También hay que compartir la historia de la Tierra porque nuestros océanos ynuestras atmósferas están cambiando a un ritmo casi nunca igualado en su largahistoria.Elniveldelosocéanosseestáelevando,ysusaguasseestánvolviendomáscálidasyácidas.Lospatronesglobalesde lluviaestáncambiandoy laatmósferaseestávolviendomásturbulenta.Elhielopolarsederrite,latundrasedescongelayloshábitatssedesplazan.Comoexploraremosenlaspáginasquesiguen,lahistoriadelaTierraesunasagadecambio,peroenlasrarasocasionesenlasqueelcambioocurriócon lamismaalarmante rapidezquehoy, lavidaparecehaber tenidoquepagarunterribleprecio.Siactuamosconcuidadoyoportunamente,pornuestropropiobien,tenemos que volvernos íntimos de la Tierra y de su historia, pues como revela enformasublimeesamaravillosafotografíatomadadesdeunmundosinvidaa385milkilómetrosdedistancia,notenemosotrohogar.

EnlatradicióndeEratóstenesydelasmilesdementescuriosasquelohanseguido,mipropósitoenestelibroestransmitirlahistoriadelcambioenlaTierra.Sibienéstanos parece muy inmediata y familiar, su animada historia abarca una sucesión detransformaciones casi imposibles de imaginar. Para conocer de verdad tu hogarplanetario y para aprehender los eones que le dieron forma, primero tienes que


comprendersieteverdadescapitales.

1. LaTierraestáhechadeátomosrecicladosyencontinuoreciclaje.2. LaTierraesenormementeviejasiselacomparaconladuracióndelasvidas

humanas.3. LaTierraestridimensional,ylamayorpartedelaacciónocurrefueradela

vista.4. LasrocassonlosarchivosdelahistoriadelaTierra.5. Lossistemasterrestres—lasrocas,losocéanos,laatmósferaylavida—están

interconectadosenformascomplejas.6. La historia de la Tierra incluye largos periodos de estasis marcados por

eventosavecesrepentinoseirreversibles.7. LavidaenlasuperficiedelaTierrahacambiadoysiguecambiando.

EstosconceptossobrelaexistenciadelaTierrapermeanlasmuchascapasycapasdehistorias de los átomos, losminerales, las rocas y la vida en una gran epopeya deespacioytiempo;volveremosaencontrarlasenlaspáginasquesiguen,encadaetapade los feroces orígenes del universo y la extensa evolución de la Tierra. LacoevolucióndelaTierraylavida,elnuevoparadigmaqueseencuentraenelcorazónde este libro, es parte de una secuencia irreversible de etapas evolutivas que seremontan al Big Bang. Cada etapa dio paso a los nuevos fenómenos y procesosplanetarios que, finalmente, esculpirían la superficie de nuestro planeta una y otravez,pavimentandoinexorablementeelcaminoparaelmundomaravillosoenelquevivimoshoy.ÉstaeslahistoriadelaTierra.


EDADDELATIERRA(milesdemillonesdeaños)

0 1 2 3 4 4-5,6,7

EónHadeano EónArqueano EónProterozoico EónFanerozoico

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Capítulo1

Elnacimiento

LaformacióndelaTierra

LosmilesdemillonesdeañospreviosalaformacióndelaTierra

Enel comienzonohabíaTierra, ni unSolque lediera calor.Sepuededecir quenuestrosistemasolar,consubrillanteestrellacentralysusurtidodeplanetasylunas,esunreciénllegadoalcosmos,conapenas4567millonesdeañosdeedad.Tuvieronquepasarmuchascosasantesdequenuestromundopudieraemergerdelvacío.

Mucho,muchoantes,enelorigendetodaslascosas—elBigBang—,haceunos13700millonesdeañossegúnlosúltimoscálculos,lamesayaestabaservidaparaelnacimientodenuestroplaneta.Esemomentodecreaciónsiguesiendoelmáselusivoeincomprensible,eleventomásdefinitivoenlahistoriadeluniverso.Setratódeunasingularidad:unatransformacióndenadaaalgoquesigueestandofueradelalcancedelacienciamodernaodelalógicadelasmatemáticas.Sibuscasindiciosdeundioscreadorenelcosmos,elBigBangesellugarindicadoparaempezar.

Enelcomienzotodoelespacio,todalaenergíaytodalamaterianacieronapartirdeunvacíoinescrutable.Nada.Luegoalgo.Estaideaescapaanuestracapacidaddeelaborarmetáforas.Nuestrouniversonoapareciódondesóloexistíaelvacío,porqueantesdelBigBangnohabíavolumenynohabíatiempo.Nuestroconceptodelanadaimplicaelvacío;antesdelBigBangnoexistíanadaquecontuvieraelvacío.

Entonces,enuninstante,nosólohabíaalgosinotodoloquepodríaexistir,todoalmismotiempo.Nuestrouniversoadoptóunvolumenmáspequeñoqueunnúcleoatómico.Eseuniversoultracompactadocomenzócomopuraenergíahomogénea,sin


partículas que echaran a perder su perfecta uniformidad. El universo se expandiórápidamente,peronoenelespaciooencualquierotracosafueradeél(noexisteelafueraparanuestrouniverso).Elvolumenmismo,aúnenformadeenergíacaliente,nacióycreció.Conformelaexistenciaseexpandió,tambiénseenfrió.Unafracciónde segundodespuésdelBigBang aparecieron las primeras partículas subatómicas:loselectronesylosquarks,laesenciainvisibledetodoslossólidos,líquidosygasesdenuestromundosematerializaronapartirdeenergíapura.Pocodespués, todavíadurantelaprimerafraccióndelprimersegundocósmico,losquarkssecombinaronenpares y tríadas para formar partículas más grandes, entre ellas los protones y losneutronesquepueblan losnúcleosde cadaátomo.Las cosas estaban ridículamentecalientes,ypermanecieronasíporunos500milaños,hastaquelacontinuaexpansiónfinalmenteenfrióelcosmosaunoscuantosmilesdegrados,losuficienteparaqueloselectronesseacoplaranalosnúcleosyformaranlosprimerosátomos.Laabrumadoramayoríadeesosprimerosátomos—másde90porciento—fuerondehidrógeno,conun pequeño porcentaje de helio y un rastro de litio. Esta mezcla de elementosconformólasprimerasestrellas.

Laprimeraluz

La gravedad es la gran fuerza de aglomeración cósmica. Un átomo de 18.05hidrógenoesunacosamuypequeña,perositomasunátomoylomultiplicaspordiezelevadoalasesentapotencia(esdecir,unbillóndebillonesdebillonesdebillonesdebillonesdeátomosdehidrógeno),ejerceránunosobreotrounafuerzagravitacionalcolectivabastanteimpresionante.Lagravedadlosjalahaciaadentro,haciauncentrocomún,yformaunaestrella:unabolagigantedegasconunaspresionesépicasenelnúcleo.Cuandounagigantescanubedehidrógenocolapsa,elprocesodeformaciónestelar transforma la energía cinética de los átomos en movimiento en la energíagravitacionalpotencialdesuestadoagregado,quesetraducenuevamenteencalor;eselmismo proceso violento que ocurre cuando un asteroide choca contra la Tierra,peroenelcasodelasestrellasliberaunacantidaddeenergíainmensamentemayor.Elnúcleodelaesferadehidrógenoeventualmentealcanzatemperaturasdemillonesdegradosypresionesdemillonesdeatmósferas.

Estas enormes temperaturas y presiones desencadenan un nuevo fenómenollamadoreaccionesdefusiónnuclear.Bajoestascondicionesextremaslosnúcleosdedosátomosdehidrógeno(cadaunoconunprotón)chocancontantafuerzaquelosneutrones pasan de un núcleo al otro, lo que provoca que algunos átomos dehidrógeno tenganmásmasa que otros. Tras varias de estas colisiones se forma unnúcleodeheliocondosprotones.Sorprendentemente,elátomodehelioqueresultaesmásomenosunoporcientomenosmasivoquelosátomosdehidrógenooriginalesapartirdeloscualesseformó.Esamasaperdidaseconviertedirectamenteenenergía


calorífica (igual que sucede enunabombadehidrógeno), lo cual promuevemásymás reacciones de fusión. La estrella «se enciende», inunda sus alrededores conenergíaradianteysevuelvecadavezmásricaenhelio,aexpensasdelhidrógeno.

Las estrellas grandes, muchas de ellas mucho más grandes que nuestro Sol,terminaronagotando losprodigiosossuministrosdehidrógenodesusnúcleos.Perosusinmensastemperaturasypresionesinternasaúnpermitíanlafusiónnuclear.Losátomos de helio, con dos protones, se fusionaron en el núcleo estelar para hacercarbón,consusseisprotones:elelementoesencialdelavida,mientrasnuevospulsosdeenergíanucleardesencadenaban la fusióndelhidrógenoenunacapaesféricadeátomosalrededordelnúcleo.Elcarbóndelnúcleosefusionóparahacerneón,elneónparahaceroxígeno,luegomagnesio,silicio,azufre,ylahistoriasiguióysiguió.Pocoa poco la estrella desarrolló una estructura de cebolla, con capa sobre capa dereaccionesdefusión.Lasreaccionescomenzaronaocurrirmásrápido,hastaquelaestrella alcanzó la fasedeproduccióndehierro,quenodurómásqueundía.Paraestemomentodel ciclodevidade lasprimeras estrellas,muchosmillonesde añosdespuésdelBigBang,lasreaccionesdefusiónhabíancreadoyalamayorpartedelosveintiséisprimeroselementosdelatablaperiódica.

Este proceso de fusión nuclear no puede ir más allá del hierro. Cuando elhidrógeno se fusiona para producir helio, cuando el helio se fusiona para producircarbón,ydurante todos losotrospasosde la fusión, seemiteunagrancantidaddeenergíanuclear.Peroelhierrotienelaenergíamásbajadelosnúcleosatómicos.Delmismomodoqueunfuegoabrasadortransformahastalaúltimapizcadecombustibleencenizas,paraestemomento toda laenergíasehaagotado.Elhierroes laúltimacenizanuclear:nosepuedeextraerenergíanucleardelafusióndelhierroconningúnotro elemento.Así que cuando la primera estrella gigantesca produjo su inevitablenúcleodehierro lahistoriasehabía terminadoy los resultadosseríancatastróficos.Hastaesepunto la estrellahabíamantenidounequilibrioestableenelque susdosgrandes fuerzas, la gravedad que jala la masa hacia el centro y las reaccionesnucleares que la empujan hacia afuera, se contraponían exactamente. Cuando elnúcleo se llenó de hierro la presión hacia afuera se detuvo, y la gravedad ganó lapartida en un instante de violencia inimaginable. Toda la estrella colapsó con talvelocidadquerebotóyexplotóenformadelaprimerasupernova.Laestrellasehizopedazos,ylamayorpartedesumasasaliódisparadahaciaelespacio.

Nacelaquímica

Para los lectoresquebuscanevidenciasdeundiseñoen el cosmos, las supernovasson casi tan buen lugar para empezar como elBig Bang. Por supuesto que elBigBangcondujoinevitablementealosátomosdehidrógeno,ylosátomosdehidrógenoprodujeron,igualdeinexorablemente,lasprimerasestrellas.Peronoresultatanobvio


cómo las estrellas pudieron dar origen, ellas solas, a nuestro mundo viviente. Deentrada no parece que una gran bola de hidrógeno nos vaya a llevar a ningunaconclusión interesante, a pesar de que en su núcleo comiencen a acumularseelementoscadavezmáspesados,hastallegaralhierro.

Pero cuando explotaron las primeras grandes estrellas les siguió un poco denovedadcósmica.Estoscuerposfracturadossembraronelespacioconloselementosque habían creado. Algunos de estos elementos eran especialmente abundantes:carbón, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, los elementos de la vida. Tambiénabundabanelmagnesio,elsilicio,elhierro,elaluminioyelcalcio,quedominanenlacomposicióndemuchasrocascomunesyformanunaparteimportantedelamasadelosplanetassimilaresalaTierra.Peroenelinterior,incomprensiblementeenergético,de estas estrellas en explosión los elementos se fusionaron en formas nuevas yexóticas para formar toda la tabla periódica: los elementos más allá del númeroveintiséis. Así aparecieron las primeras trazas de muchos elementos raros: losvaliosos,comooroyplata; losútiles,comoelcobreyelzinc; lostóxicos,comoelarsénicoyelmercurio,y los radiactivos,comoeluranioyelplutonio.Todosestoselementos fueron lanzados al espacio, donde estuvieron libres de encontrarse unoscon otros y combinarse en formas nuevas e interesantes mediante reaccionesquímicas.

Laquímicaocurrecuandounátomocualquierachocaconotro.Cadaátomotieneun núcleo diminuto pero masivo que posee una carga eléctrica positiva, y estárodeadoporunanubedeunoomáselectronescargadosnegativamente.Losnúcleosatómicosaisladoscasinuncainteractúan,exceptoenlaollaapresióndelinteriordelas estrellas. Pero los electrones de un átomo siempre están chocando con loselectronesdelosátomosadyacentes.Lasreaccionesquímicassucedencuandodosomás átomos se encuentran y sus electrones interactúan y se reacomodan. Estamescolanzaeintercambiodeelectronesocurreporquehayciertascombinacionesdeelectrones,enespecial losgruposde2,10o18electrones,quesonparticularmenteestables.

Las primeras reacciones químicas que siguieron al Big Bang produjeronmoléculas: pequeños racimos hechos de unos pocos átomos unidos fuertemente enuna sola unidad. Antes incluso de que los átomos de hidrógeno empezaran afusionarseenlasestrellasparaformarhelio,enlasprofundidadesdelespaciovacíoseestaban formando moléculas de hidrógeno (H2), cada una con dos átomos dehidrógenoenlazadosentre sí.Cadaátomodehidrógeno tieneun soloelectrón,unasituaciónmásbien inestableenununiversoenelquedoselectronesesunnúmeromágico.Asíquecuandoseencuentrandosátomosdehidrógeno,unensusrecursosparaformarunamoléculaconesenúmeromágicodeelectronesencomún.DadalaabundanciadehidrógenotraselBigBang, lasmoléculasdehidrógenoseguramenteantecedieronalasprimerasestrellas,yhansidounrasgoperpetuodenuestrocosmosdesdequeaparecieronlosprimerosátomos.


Tras la primera supernova, el espacio se vio sembrado de una variedad deelementos que podían formarmuchas otrasmoléculas interesantes. El agua (H2O),con dos átomos de hidrógeno enlazados a un átomo de oxígeno, fue una de lasprimerasmoléculas.Esposiblequeelespacioalrededordelasprimerassupernovastambién estuviera enriquecido por moléculas de nitrógeno (N2), amoniaco (NH3),metano(CH4),monóxidodecarbono(CO)ydióxidodecarbono(CO2).Todasestasespeciesquímicasestabandestinadasadesempeñarpapelesclaveenlaformacióndelosplanetasyenelorigendelavida.

Luego le tocó el turno a los minerales, volúmenes sólidos microscópicos deperfecciónquímicayordencristalino.Losprimerosmineralessólopudieronformarsecuandolasdensidadesdeloselementosmineralizadoresresultaronlosuficientementealtas,ylastemperaturaslosuficientementebajas,paraquelosátomosseordenaranenformadepequeñoscristales.SólounoscuantosmillonesdeañosdespuésdelBigBanglasenvolturasdelasprimerasestrellasqueexplotaron,cadavezmásextensasyfrías,eranelescenarioperfectoparaestasreacciones.Esprobablequelosprimerosminerales en el universo fueran diminutos cristalitos de carbón, diamante y grafitopuro.Esoscristalespioneroserancomounpolvofino; losgranos individualeseranmicroscópicos,perotalvezlosuficientementegrandescomoparadarlealespaciounpoco de brillo de diamantes. Las formas cristalinas del carbón pronto se vieronacompañadas por otros sólidos a alta temperatura que incluían los elementos máscomunes, como magnesio, calcio, silicio, nitrógeno y oxígeno. Algunos eranminerales comunes, como el corindón, el compuesto químico del aluminio y eloxígenoqueestanapreciadoensusvariedadesdecolor:elrubíyelzafiro.Tambiénaparecieroncantidadesdiminutasdeolivina,hechadesilicatodemagnesioypiedrazodiacaldelosnacidosenagosto.Laacompañólamoissanita,uncarburodesilicioqueennuestrosdíassuelevendersecomounbaratosustitutosintéticodeldiamante.El polvo interplanetario puede haber albergado en total una docena de«protominerales».Así,conlaexplosióndelasprimerasestrellaseluniversocomenzóaponersemásinteresante.

Nadasucedeunasolavezennuestrouniverso(exceptotalvezelBigBang).Losescombrosdispersosdelasviejasestrellasquehicieronexplosiónestuvieronsiempresujetos a la fuerza organizadora de la gravedad. Así, los restos de las viejasgeneraciones de estrellas inevitablemente terminaron dentro de nuevas poblacionesdeestrellasalformarnuevasnebulosas;cadaunaeraunaenormenubeinterestelardegasypolvoque representaba las ruinasdemuchasestrellasanteriores.Cadanuevanebulosaeramásricaenhierroymáspobreenhidrógenoquelaanterior.Esteciclose ha mantenido durante 13700 millones de años, conforme las viejas estrellasproducennuevasestrellasy lentamente transforman lacomposicióndelcosmos.Enincontablesmillonesdegalaxiashansurgidoincontablesmillonesdeestrellas.


Pistascósmicas

Habíaunavez,hacecincomilmillonesdeaños,amediocaminodelcentrodelaVíaLáctea, en la orilla deshabitada del brazo de una espiral salpicada de estrellas, unpuntoqueestabadestinadoaconvertirseennuestroterruño.Eraunbarriomodesto,ynohabíamuchomásqueunagrannebulosadegasypolvocongeladoqueseextendíaa lo largode años luz por el oscurovacío.Nuevede cadadiez partes de esa nubeestaban compuestas de átomos de hidrógeno; nueve de cada diez partes de lo querestaba eran átomos de helio. El hielo y el polvo, ricos en pequeñas moléculasorgánicas y en granosmicroscópicos deminerales, conformaban el uno por cientorestante.

Unanebulosapuedepasarmuchosmillonesdeañosflotandoenelespacioantesdequeundetonador—porejemplolaondadechoqueproducidaporlaexplosióndeunaestrellacercana—desencadenesucolapsoycomiencelaformacióndeunnuevosistemaestelar.Hacecasi4600millonesdeañosunodeestosdetonadoresmarcóelinicio de nuestro sistema solar.Muy lentamente, en el transcurso de unmillón deaños,el remolinodegaspresolarypolvosecontrajo. Igualqueunpatinadorsobrehieloquegiraagranvelocidad, laenormenubecomenzóarotarmásymásrápidoconforme la gravedad la obligó a acercar sus pequeños brazos hacia su centro.Cuandolanubecolapsóyempezóagiraraúnmásrápido,sevolviómásdensayseconvirtióenundiscoaplanadoconunaprotuberanciacentralcadavezmásgrande:elSol naciente. Ese hambriento ovillo central, rico en hidrógeno, creciómás ymás,hastaquefinalmentesetragó99.9porcientodelamasadelanube.Conformecrecía,las presiones y las temperaturas internas alcanzaron el punto de fusión nuclear yencendieronnuestroSol.

En losarchivosdenuestro sistemasolar, esdecir: susplanetasy sus lunas, suscometas y sus asteroides y sus abundantes y variados meteoritos, se conservanalgunaspistasde loquesucediódespués.Unacaracterística llamativaesque todoslosplanetasylaslunasorbitanelSolenelmismoplanoyenlamismadirección.Esmás, el Sol y casi todos los planetas giran sobre su eje enmásomenos elmismoplano y la misma dirección. No hay ninguna ley del movimiento que exija estacomunidad de giros; los planetas y las lunas podrían orbitar y girar en cualquierdirección—norte a sur, este a oeste, de arriba abajo, de abajo arriba— y aun asíobedeceríanlaleydelagravedad.Unoesperaríaunrevoltijoasísilosplanetasylaslunas hubieran sido capturados de fuentes distantes y arbitrarias. Pero, por elcontrario, la casi perfecta uniformidad orbital que puede observarse en nuestrosistema solar sugiere que los planetas y las lunas se fusionaron a partir delmismodisco plano de gas y polvo enmovimientomás omenos almismo tiempo. Todosestosenormesobjetosconservanelmismosentidoderotación—elmomentoangularquecomparte todoel sistemasolar—desdeaquellos tiemposde la turbulentanubeoriginal.


Podemosencontrarunasegundapista sobre losorígenesdel sistemasolaren lacaracterísticadistribucióndesusochoplanetasprincipales.Loscuatroplanetasmáscercanos al Sol —Mercurio, Venus, la Tierra y Marte— son mundos rocososrelativamentepequeños,compuestosensumayorparteporsilicio,oxígeno,magnesioyhierro.Sussuperficiesestándominadasporrocasdensas,comoelbasaltovolcániconegro. Por el contrario, los cuatro planetas exteriores—Júpiter, Saturno, Urano yNeptuno— son gigantes de gas hechos sobre todo de hidrógeno y helio. Estasinmensasesferasno tienensuperficies sólidas, sólounaatmósferaquesehacemásdensaconformemásteinternasenellas.Estadicotomíadelosmundossugierequeenlosiniciosdelsistemasolar,aunospocosmilesdeañosdelnacimientodelSol,unintensovientosolarempujóelhidrógenoyelheliosobrantehacialaszonasexterioresymásfrías.Alestar losuficientemente lejosdelcalordelSol,estosgasesvolátilespudieronenfriarse,condensarseyreunirseenesferaspropias.Encontraste,losgranosde polvo, más gruesos y ricos en minerales, permanecieron cerca de la ardienteestrella central, y muy pronto se arremolinaron para formar los planetas rocososinternos.

LaincreíblementericaydiversavariedaddemeteoritosdenuestrosistemasolarconservamuybienlosdetallesdelosprocesosviolentosquedieronformaalaTierray a los otros planetas interiores. Inquieta un poco pensar que nuestro hogar se veconstantementeacribilladoporpiedrasquecaendel cielo.Dehecho, la comunidadcientífica no les hizo mucho caso sino hasta hace unos dos siglos, aunqueseguramente en el folclor popular no faltaban historias pintorescas sobre caídas demeteoritos (incluyendo varias protagonizadas por unos desdichados campesinosfranceses). Sin embargo, incluso cuando los estudiosos comenzaron a describir lacaída de meteoritos de manera más formal resultaba muy difícil obtener pruebascientíficasreproduciblesparadocumentarlos,ymuchomenosparaexplicarsuorigen.Cuando el político y naturalista estadounidense Thomas Jefferson leyó un reportetécnicodelaUniversidaddeYalesobreunimpactodemeteoritoqueseobservóenWeston, Connecticut, bromeó: «Me resulta más fácil creer que mientan dosprofesoresyanquisaquelaspiedrascaigandelcielo».

Dossiglosydecenasdemilesdehallazgosdemeteoritosdespuéssuveracidadyano está en duda. Hoy los expertos en meteoritos cubren más terreno, loscoleccionistas ávidos compiten por obtener los especímenes más raros y lascolecciones públicas y privadas siguen creciendo. Durante un tiempo estascolecciones tenían una marcada preferencia por los meteoritos metálicos, cuyascaracterísticas cortezas negras, sus curiosas formas esculpidas y su densidadinusualmentealtaloshacíadestacarsedelasrocascomunes.Peroeldescubrimiento,en1969,demilesdemeteoritosquedescansabanenlosprístinoscamposdehielodelaAntártidacambióesapercepción.

Los meteoritos constituyen pistas muy reveladoras sobre el origen de nuestroplaneta. Losmás antiguos y comunes, las condritas de 4566millones de años, se


remontan justo a la época previa a que se formaran los planetas y las lunas delsistemasolar,cuandoelreactornucleardelinteriordelSolseencendióporprimeravez y emitió una intensa energía radiante que redujo a cenizas la nebulosacircundante.Eseefectodealtohornoderritióeldiscodepolvoyloredujoagrumosformadosporpequeñasgotitasderocallamadoscóndrulos, términoquevienedelapalabragriegaque significa«grano».Estosproductosdel fuego solar,que ibandeltamaño de una canica grande hasta el de una arveja, se derritieronmuchas veces,durantevariospulsosde radiaciónque transformaron la regiónmáscercanaalSol.Los racimos de estos antiguos cóndrulos, aglutinados gracias al polvo y a losfragmentos deminerales presolares, son los componentes de las antiguas condritasque han aterrizado en la Tierra por millones. Las condritas nos ofrecen la mejorperspectivasobreelbrevelapsodetiempoquetranscurrióentreelnacimientodelSolylaformacióndelosplanetas.

Existeunasegundaclasedemeteoritosmásjóvenes,llamadosenformagenéricaacondritas,quedatandelaépocaenlaquelosprimerosmaterialesdelsistemasolarestaban siendo fundidos, despedazados y en general transformados de diversasmaneras. La variedad de meteoritos acondríticos resulta sorprendente: pepitas demetalbrillante,trozosderocaennegrecida,unostanfinoscomoelvidrio,otrosquecontienen cristales brillantes de dos centímetros de largo. Todavía se estándescubriendonuevasvariedadesenalgunasdelasregionesmásremotasdelaTierra.

LaAntártidaposeevastasplaniciescubiertasdeantiguoshielosazules,lugaresenlos que nunca nieva y cuya superficie helada puede permanecer inalterada durantemuchosmilesdeaños.Lasrocasquecaendelespaciosequedanahí,objetososcurosyfueradelugarqueyacenenesperadeserencontrados.Existentratadoscomercialesque prohíben la explotación comercial de esas áreas, y además son zonas taninaccesiblesqueestosrecursosextraterrestrespermanecenreservadosparaelestudiocientífico. Cada cierto tiempo, grupos de científicos equipados con helicópteros ymotonieves,ymuybienabrigados,peinansistemáticamentecadakilómetrodeestosimponentesdesiertosdehielo.Registranyguardancuidadosamentecadaunodesushallazgos,yseasegurandequeniunamanoniunhálitocontaminensusuperficie.Cuando regresan a la civilización, tras cada temporada de verano ártico, estoscazadoresdemeteoritosentregansustesorosalascoleccionespúblicas,enespecialalas bodegas delSmithsonian Institute en la zona suburbanadeSuitland,Maryland,donde se conservan muchos miles de especímenes en gabinetes hiperlimpios yherméticosdentrodeedificiostangrandescomocamposdefútbol.

Los grandes desiertos de Australia, América del Sur, la Península Arábiga yespecialmenteÁfricadelNorte—elenormedesiertodelSahara—sonigualdericosen meteoritos, pero menos apropiados para la recuperación y el almacenamientoestéril. Entre los nómadas que cruzan el Sahara —los tuaregs, los bereberes, losfezzanis—sehacorridolavozdequelosmeteoritospuedenservaliosos.Secuentaque un solo valiosísimo meteorito lunar que se encontró en algún punto de las


cambiantes arenas de África del Norte a principios de los años veinte alcanzó unvalordeunmillóndedólaresenunaventaprivada.Paraunjineteresultamuyfácilbajarse de su camello y llevar cualquier piedra extraña hasta el próximo pueblo,dondealgúnrepresentantedeungremioextraoficialdeintermediariosdemeteoritos,encontactoconotrosmedianteteléfonossatelitalesyconbuenalabia,leofreceráunasumaridículaenefectivo.Lasbolsasderocaspasandeuncomercianteaotro,cadavezconmásvaloragregado,hastaquelleganaMarrakech,RabatoElCairoydeallíviajanhastaloscompradoresdeeBayylasgrandesexposicionesinternacionalesderocasyminerales.

Mehatocado,másdeunavez,queduranteunaexpedicióngeológicaenalgunazonalejanadeMarruecosmeofrezcanbolsasdelonaconcincoodiezkilosderocasquesesuponequesonmeteoritos:«sinintermediarios,reciénsalidasdeldesierto,lasencontramos la semana pasada». Estas «ofertas» sólo en efectivo suelen llevarse acaboenloscuartitossuciosysinventanasdecasasdearcilla, lejosdelardientesoldeldesiertoydonderesultacasi imposibleverquées loqueestánofreciendo.Unavez que se cumplen las formalidades de los saludos y se han compartido lastradicionalestazasdetédementa,elvendedortiraelcontenidodelabolsasobreunaalfombra.Algunasrocassonsólorocas.Lastre.Escomounapruebaparaversisabesdel tema.Unascuantasson los tiposmáscomunesdecondritas,del tamañodeunaaceitunaounhuevo,algunasconuna lindacortezadefusióncomoresultadodesuferozcaídadelcielo.Elpreciodesalidasiempreesdemasiadoalto.Sidicesquesonrocasmuyvulgaresesposiblequeaparezcaunasegundabolsa,máspequeña,quetalvezcontengaunmeteoritometálicooalgoaúnmásexótico.

Recuerdo una compra que negoció nuestro guía, Abdula, a la orilla de unacarretera polvorienta unos kilómetros al este de Scoura. El vendedor, un parientelejanoconcredencialesmuydudosas,llamóporsuteléfonosatelitalyexigióabsolutaconfidencialidad.«Puedesermarciana»,ledijoaAbdula.«Novecientosgramos.Sóloveintemildirhams».Equivalíana2400dólares,perosieradeverdadpodíahacerlecompañíaalasaproximadamentedosdocenasdemeteoritosqueprovienendeMarte,yseríaunaganga.Sepusierondeacuerdosobrelahorayellugar.Dosautomóvilescorrientessedetuvieronunojuntoaotro.Tresdenosotrossalimosynosparamosenuncírculocerrado.Alguienextrajoamorosamentelarocaencuestióndeunsaquitode terciopelo. Pero parecía una roca cualquiera (como todos los meteoritosmarcianos). El precio bajó a quince mil dirhams. Luego doce mil. Pero no habíaformadeestarseguros,asíquenosabstuvimos.MástardeAbdulameconfesóquesehabía sentido tentado,peroque siemprehabráotrosmeteoritos.Mejornoapostarletodoaunasolacompra;nadiedicenuncalaverdad,ynoseaceptandevoluciones.

Como sucede en la Antártida, los desiertos ecuatoriales revelan la distribuciónnatural de toda clase demeteoritos y ofrecen pistas sin igual sobre el carácter delsistema solar en sus inicios, y también sobre los orígenes de nuestro planeta.Lamentablemente,adiferenciade losmeteoritosde laAntártida, lamayorpartede


estosespecímenesnuncallegaráalacoleccióndeunmuseo,yesoalmenospordosrazones. La primera y más importante es que la creciente comunidad decoleccionistasaficionados(animadaporunoscuantosamateurs condineroypor laabundanciaderocasdelSahara,fácilesdeconseguir)esmuycompetitiva.Cualquierroca rara se vende a gran velocidad y por mucho dinero. Algunos de esosespecímenessindudaterminansiendodonadosalosmuseos,perolamayorpartesemanejamalyelvalorcientíficodeunhallazgoencondicionesinmaculadassepierdea causa de la contaminación de las manos desprotegidas, de las bolsas de telamultiusosydelaomnipresentecacadecamello.Esigualdepreocupantelafaltadedocumentación útil sobre cuándo o dónde se encontraron los meteoritos en eldesierto.TodosloscomerciantesdicenqueenMarruecos,locualsueleserfalso,pueslamayorpartedelSaharaarenososeencuentraaleste,enArgeliayLibia,paísesdelos que ahora es ilegal importar especímenes. Así que sin una documentaciónrigurosa la mayor parte de los museos simplemente rechaza los meteoritos«marroquíes»o«norafricanos».

En los terrenos hostiles y áridos del Sahara, o en los campos de hielo de laAntártida, cualquier roca se destaca como un objeto extraño caído del cielo. Estemuestreo intacto de la población demeteoritos le ofrece a los científicos lamejorinformacióndisponiblesobrelasprimerasetapasdelsistemasolar,cuandoseformólaTierra.Lascondritasrepresentancasi90porcientodeloshallazgos;elrestosonlas variadas acondritas, que tienen su origen en la época, que duró unos cuantosmillonesdeaños,enlaquenuestrojovensistemasolareraunanebulosaturbulentadurantelacuallascondritasseagregaronencuerposmásymásgrandes:millonesdeobjetosdeunoscuantosmilímetrosdediámetroquecompetíanporelespacioenunmismoanilloestrechoalrededordeljovenSol.

Crecieronmásymásgrandes:primerodeltamañodeunpuño,luegodeunauto,luegodeunestadio,luegodeunaciudadpequeña.Ysiguieroncreciendo:altamañode una ciudad, luego de un estado. El caótico proceso de acreción queexperimentaronestosmilesdeplanetésimosloshizodiversificarseennuevasformas.Cuandoadquirieronunosochentakilómetrosdediámetroomássecombinarondosfuerzas de calor igualmente intensas.La energía gravitacional potencial demuchosobjetospequeñosquechocabanentresíalcanzó lamisma intensidadque laenergíanuclear de los elementos radiactivos de decaimiento rápido como el hafnio y elplutonio.Así,losmineralesqueconformabanestosplanetésimossetransformaronacausadelcalor.Susinterioressederritieronysediferenciaronenunaconfiguracióndezonasmineralesdistintivasparecidaaladeunhuevo:unnúcleodensoyricoenmetales(análogoalayemadelhuevo),unmantodesilicatodemagnesio(laclara)yuna corteza delgada y quebradiza (el cascarón). Los planetésimos más grandesresultaron alterados por el calor interno, por reacciones con agua y por el intensoshockprovocadoporlasfrecuentescolisionesqueocurríanenlosatestadossuburbiossolares.Graciasa estosdinámicosprocesosde formaciónplanetaria surgieronunas


trescientas especiesminerales, que son lamateriaprimaquedebe formar todos losplanetas rocosos, y todas se encuentran todavía hoy en el diverso surtido demeteoritosquecaenalaTierra.

Ocasionalmente,cuandodosplanetésimosgrandeschocabanentresícon fuerzasuficienteambosvolabanenpedazos. (Esteviolentoprocesoocurrehastaeldíadehoy en el Cinturón de asteroides más allá de Marte, gracias a las perturbacionesgravitacionales del planeta gigante Júpiter). Es por ello que lamayor parte de losmeteoritos acondríticos que encontramos hoy representan partes diferentes deminiplanetas que fueron destruidos. Estudiar las acondritas es como estudiar unaleccióndeanatomíaconuncadáverqueestalló.Serequieretiempo,pacienciaypegarmuchospedacitosparaobtenerunaimagenclaradelcuerpooriginal.

Losdensosnúcleosdemetaldelosplanetésimos,queterminaronconvirtiéndoseen una clase particular demeteoritosmetálicos, son losmás fáciles de interpretar.Algunavez se pensóque eran el tipomás comúndemeteoritos, pero lasmuestrasimparcialesdelaAntártidarevelanquelosmetálicosapenasrepresentanunmodestocincoporcientodelosquelleganalaTierra.Losnúcleosdelosplanetésimosdebenhabersidoproporcionalmentepequeños.

Los mantos de los planetésimos, ricos en silicio, en claro contraste con lacomposición de los núcleos, están representados en unamultitud demeteoritos declases exóticas: howarditas, eucritas, diogenitas, ureilitas, acapulcoitas, lodranitas ymuchasmás,cadaunaconunacomposición,unatexturayunamineralogíaparticularycasisiemprebautizadasenhonorallugarenelqueseencontrólaprimeramuestra.AlgunosdeestosmeteoritossonanálogosatiposderocasqueseencuentranhoyenlaTierra.Las eucritas representan una forma bastante típica del basalto, el tipo deroca que mana de la dorsal mesoatlántica y que cubre el fondo oceánico. Lasdiogenitas, que están compuestas principalmente de minerales de silicato demagnesio, parecen ser resultado de cristales que se crearon en grandes cámarassubterráneasdemagma.Conformeelmagmaseenfrió,loscristalesmásdensosqueellíquidocalientequelosrodeabacrecieronysedepositaronenelfondoparaformarunamasa concentrada, igual que lo hacen en las cámarasmagmáticas de la Tierraactual.

Devezencuando,duranteunchoqueparticularmentedestructivo,unmeteoritoarrancabapartedelafronteraentreelnúcleoyelmantodeunplanetésimo,enelquecoexistíantrozosdemineralesdesilicioymetalesricosenhierro.Elresultadoesunahermosa palasita, una combinación espectacular de metal brillante y de cristalesdorados de olivina. Entre los coleccionistas de meteoritos hay pocas piezas másvaliosas que las lajas delgadas de palasita pulida, que reflejan la luz en sus partesmetálicasyladejanpasarporlaolivinacomosisetrataradeunvitral.

Conforme lagravedadamalgamólasprimerascondritasy laenormepresión, latemperaturaardiente,elaguacorrosivaylosimpactosviolentosdieronnuevaformaalosplanetésimosencrecimiento,seformaronmásymásnuevosminerales.Entotal


se han encontrado más de 250 minerales diferentes en todas las variedades demeteoritos,veintevecesmásqueladocenademineralessolaresprimordiales.Estossólidos sonmuy variados, e incluyen las primeras arcillas de grano delgado,micalaminada y circonios semipreciosos que se convirtieron en los materiales deconstruccióndelaTierraydeotrosplanetas.Losplanetésimoscrecieronmásymás,ylosmásgrandessetragaronalosmáspequeños.Eventualmenteunaspocasdocenasde rocas redondeadas, cada una del tamaño de un planeta pequeño, empezaron ahacerlasvecesdeenormesaspiradorasespacialesybarrieronconlamayorpartedelgasydelpolvoquequedabaenelsistemasolarconformesefusionaronyadquirieronórbitassemicircularesalrededordelSol.Laposiciónenlaqueacabócadaunodelosobjetosdependió,enbuenamedida,desumasa.

Elsistemasolarcobraforma

ElSol,quesequedóconlamayorpartedelamasadelsistemasolar,lodominatodo.Nuestrosistemanoesdelosmásmasivos,yelSolesunaestrellamásbienmodesta,locual resultamuyconvenienteparaunplanetavivientecercano.Paradójicamente,mientrasmásmasivaseaunaestrella,máscortaserásuvida.Lastemperaturasylaspresiones interiores de las estrellas grandes, proporcionalmente elevadas, producenreacciones de fusión nuclear más y más rápidas. Así, una estrella diez veces másmasivaquenuestroSolpuededurarunadécimaparte,alomásunoscuantoscientosdemillonesdeaños,quenoes tiempo suficienteparaqueunplanetaque laorbitedesarrollevidaantesdeque la estrella explote en formadeuna supernovaasesina.Porelcontrario,unaenanarojaconunadécimadelamasadelSoldurarádiezvecesmás—cien mil millones de años o más—, aunque la emisión de energía de unaestrellatandébilpuedenosertanadecuadaparamantenerlavidacomoladenuestrobenefactoramarillo.

NuestroSolesunagradabletérminomedio:noestangrandecomoparatenerunavida corta ni demasiado pequeño y frío.Y con unos nueve o diezmilmillones deañosdevidaproductivaquemandohidrógeno,haproporcionadobastantetiempoparaquelavidaarranque,ytodavíahaysuficienteparaquesigaevolucionando.EsciertoqueenunoscuatroocincomilmillonesdeañoselSolagotaráelhidrógenode sunúcleo y tendrá que comenzar a quemar helio. En el proceso se hinchará hastaconvertirse enunagigante rojamuchomenosbenigna, conundiámetrocienvecesmayor que el actual, y se tragará primero al pobre Mercurio, luego incendiará ydevoraráVenusytambiénharáquelascosasenlaTierraseponganincómodas.Porsuerte, tras 4500millones de años todavía falta mucho tiempo para que el Sol seconviertaenunviejitomalhumoradoylavidaenlaTierrasevuelvaproblemática.

Nuestrosistemasolarposeeotraventaja importanteparaunplanetaviviente.Adiferenciademuchosotros,elnuestroesunsistemauniestelar.Losastrónomos,con


ayuda de telescopios muy poderosos, han encontrado que aproximadamente dosterceraspartesdelasestrellasquevemosenelcielonocturnoenrealidadpertenecena sistemas binarios, en los que dos estrellas se orbitanmutuamente en un baile entorno a un centro común de gravedad. Al formarse esas estrellas, el hidrógeno seacumulóendoslugaresseparadosparaformargigantescasbolasdegas.

Si nuestra nebulosa hubiera sido un poquito más espiral, con más momentoangulary,porlotanto,másmasaalláporlaregióndeJúpiter,nuestrosistemasolarprobablemente habría terminado siendo un sistema binario también. El Sol habríasido más pequeño y Júpiter, en vez de convertirse en un gran planeta rico enhidrógeno,habríacrecidohastaconvertirseenunapequeñaestrellaricaenhidrógeno.Tal vez la vida habría podido prosperar en medio de esta polaridad. Tal vez unaestrellaextranoshabríaprovistoconunafuenteextradeenergíapara lavida.Perolasdinámicasgravitacionalesdedosestrellaspuedenserintrincadas,demodoquelaTierra podría haber terminado siendo unmundo hostil para la vida con una órbitaexcéntrica,unarotacióntambaleanteycambiosclimáticosviolentosprovocadosporlasdosatraccionesgravitacionalesopuestas.

Porsuerte, losplanetasgaseososgigantes,consutamañomodestoysusórbitascasicircularesalrededordelSol,secomportanbastantebien.Júpiter,elmásgrandedel grupo, alcanzapocomenosqueunamilésimaparte de lamasadelSol.Eso essuficienteparaejerceruncontrolbastante importantesobresusvecinosplanetarios;graciasalasperturbacionesqueproducesucampogravitacionallosplanetésimosqueformanelCinturóndeasteroidesnuncasehanjuntadoparaformarunplaneta.PeroJúpiternoeslosuficientementegrandeparadesatarreaccionesdefusiónnuclearensupropionúcleo,queesladiferenciafundamentalentrelasestrellasylosplanetas.Saturno,consuanillo,ylosheladosUranoyNeptuno,sonaúnmáspequeños.

Y sin embargo, todos estos gigantescos planetas gaseosos fueron losuficientemente grandes para capturar sus propios discos de desechosmediante sucampo gravitacional, como si fueran pequeños sistemas solares dentro de unomásgrande.Porello,loscuatroplanetasexteriorestienensuspropiosconjuntosdelunasfascinantes, incluyendo algunos asteroides relativamente pequeños que fueronatraídosymantenidosenórbitaporlagravedaddelosgigantes.Otraslunas,algunascasi tan grandes como los cuatro planetas interiores y con sus propios procesosgeológicosdinámicos,seformaronmásomenosensulugarapartirdepolvoygassobrantes, losdetritosde laconstrucciónplanetaria.Dehecho,elobjetomásactivoenelsistemasolaresIo,unalunadeJúpiterqueestátancercanaasuenormeplanetaque lo orbita una vez cada 41 horas. Las colosales fuerzas de marea estresanconstantementelos3637kilómetrosdediámetrodelalunayleproporcionanenergíaamediadocenadevolcanesqueemitenpenachosdeazufrequeseextiendenmásde160 kilómetros sobre la superficie, algo inédito en el sistema solar. Igual deintrigantes resultan Europa yGanímedes, lunas casi tan grandes comoMercurio ycompuestas por cantidades casi iguales de agua y roca. Las incesantes fuerzas de


mareadeJúpiterlasmantienentibias,graciasalocualposeenocéanosprofundosyenvolventes, cubiertos por una capa de hielo. Ambas son un objetivo de la NASA,comopartedesuincesantebúsquedadevidaenotrosmundos.

Saturno, el siguiente planeta contando desde el Sol, está dotado con casi dosdocenas de lunas, por no hablar de un glorioso sistema de anillos dominado porpequeños fragmentos de hielo de agua muy reflectantes. Casi todas las lunas deSaturno son relativamente pequeñas; algunas son asteroides capturados y otras seformaronapartirdelosrestosgaseososdelplaneta.Perosulunamásgrande,Titán,esmayorqueMercurioyestáahogadaenunadensaatmósferaanaranjada.GraciasalasondaHuygens,enviadaporlaAgenciaEspacialEuropeayqueaterrizóel14deenero de 2005, tenemos acercamientos de la dinámica superficie de Titán. Existencomplejasredesderíosyarroyosquealimentan lagoscongeladosdehidrocarburoslíquidos; laatmósfera,densa,coloriday turbulenta,estáespolvoreadademoléculasorgánicas.Titánesotrodelosmundosenlosquesebuscanseñalesdevida.

Losmáslejanosdelosgigantesgaseosos,UranoyNeptuno,nolepidennadaalosdemásencuantoasurtidodelunasinteresantes.Lamayorpartemuestraseñalesde hielo de agua,moléculas orgánicas y una continua actividad dinámica. Y tantoUrano como Neptuno tienen sus propios sistemas complejos de anillos, aunqueparecenestarcompuestosportrozostangrandescomoautomóvilesdealgúnmaterialoscuro y rico en carbono, muy distinto a las partículas luminosas que forman losheladosanillosdeSaturno.

Mundosrocosos

Máscercadecasa,lagravedadtambiénhizodelassuyas.ComolamayorpartedelhidrógenoyelheliosalierondisparadoshaciaelreinodelosgigantesgaseosostraslaignicióndelSol, el sistema solar interior teníamuchamenosmasapara jugar, y lamayor parte consistía en rocas duras, la materia que forma las condritas y lasacondritas.Mercurio, el planeta rocosomás pequeño y seco, es también el que seformó más cerca del Sol. Este mundo interior, hostil y chamuscado, parece estarmuertoymaltrecho:susuperficiellenadecrátereshasidopreservada,durantemilesdemillonesdeaños,poruncielosinaire.Sialgunaveztepidenqueapuestesporunlugar del sistema solar en el que no hay vida, Mercurio debería ser tu primeraelección.

Venus,elplanetaquesigue,esidénticoalaTierraentamaño,peroradicalmentediferenteenhabitabilidad,graciasenbuenamedidaasuórbita,queseencuentracasicincuentamillonesdekilómetrosmáscercadelSol.Esposiblequealprincipiohayatenidounapequeñacantidaddeagua,talvezinclusounocéanopocoprofundo,perolamayorpartedelaguavenusinaparecehaberseevaporadoacausadelcalordelSolydelviento solar.Eldióxidodecarbono, elgasdominante en la espesaatmósfera


venusina, atrapó la energía radiante del Sol y creó un efecto invernaderodescontrolado.HoylastemperaturaspromedioenlasuperficiedeVenussuperanlos500gradosCelsius,suficienteparaderretirelplomo.

Marte, una parada más allá de la Tierra, es mucho más pequeño que nuestroplaneta,conapenasunadécimapartedesumasa,peroenmuchossentidoseselmásterrícoladetodosnuestrosvecinos.Igualquelosotrosplanetasrocosos,Martetieneunnúcleometálicoyunmantodesilicatosy,comolaTierra,poseeunaatmósferaymuchaagua.Sugravedadesrelativamentedébilynopuededetenerlasmoléculasdegasqueviajanrápidamenteen laatmósferasuperior,asíquea lo largodemilesdemillonesdeañoshaperdidomuchoaireyagua,apesarde locualMarteconservadepósitossubterráneostibiosenlosquelavidapodríatenerunúltimorefugio.Conrazónlamayorpartedelasmisionesespacialestienencomoobjetivoelplanetarojo.

LaTierramisma,«eltercerplaneta»,estájustoenmediodelazonahabitablequeloscientíficos llaman«RicitosdeOro».Está lo suficientementecercadelSol,y losuficientemente caliente, como para haber expulsado cantidades importantes dehidrógenoyhelioa las regionesexternasdel sistemasolar,pero lo suficientementelejosdelSol,ylosuficientementetemplado,comoparaconservarlamayorpartedesuaguaenformalíquida.Comolosotrosplanetasenelsistemasolar,seformóhaceunos4500millonesdeaños,básicamenteapartirdecondritasquechocabanycuyascrecientes fuerzas gravitacionales las convirtieron, a lo largo de unos cuantosmillonesdeaños,enplanetésimosmásymásgrandes.

Tiempoprofundo

TodalaevidenciaconlaquecontamossobreelnacimientodelSol,laTierrayelrestode nuestro sistema solar implica comprender enormes lapsos de tiempo: 4500millonesdeañosycontando.A losestadounidensesnosencantacitar las fechasdealgunoseventosfamososenlahistoriadelahumanidad.Celebramosgrandeshazañasydescubrimientos,comoelprimervuelodeloshermanosWright,el17dediciembrede1903,y el aterrizajede laprimeramisión tripulada a laLuna, el 20de juliode1969.Conmemoramoslosdíasenlosqueocurrierontragediasypérdidasnacionales,comoel7dediciembrede1941[*]yel11deseptiembrede2001.Yrecordamosloscumpleaños: el 4 de julio de 1776[†] y, por supuesto, el 2 de febrero de 1809,cumpleaños de Charles Darwin y de Abraham Lincoln. Nos parece que es válidocelebrar estos momentos históricos porque existe un registro escrito y oralininterrumpidoquenosvinculaconesepasadonotandistante.

Alosgeólogostambiénlesencantanlasmarcasdeltiempohistórico:haceunos12500años,cuandoterminólaúltimagranglaciaciónyloshumanoscomenzaronapoblar América del Norte; hace 65 millones de años, cuando se extinguieron losdinosauriosymuchasotrascriaturas;ellímiteCámbrico,hace530millonesdeaños,


cuandoapareciódeprontounagrandiversidaddeanimalesconcaparazonesduros,yhacemásde4500millonesdeaños,cuando laTierraseconvirtióenunplanetaenórbita alrededor del Sol. Pero ¿cómo sabemos si esos cálculos son correctos? Noexistenregistrosescritos,nitradicionesorales,sobrelacronologíadelaTierra,másalládeunospocosmilesdeaños.

Cuatromilquinientosmillonesdeañosesunnúmerocasiimposibledeentender.El récord Guiness actual de longevidad lo detenta una francesa que vivió paracelebrarsucumpleaños122,asíqueloshumanosnoconseguimosvivirnisiquiera4500millones de segundos (unos 144 años).Toda la historia humanade la que setiene registro duramuchomenos de 4500millones deminutos.Y los geólogos seatrevenaasegurarquelaTierrahaexistidopormásde4500millonesdeaños.

Nohayunaformasencilladecomprenderestetiempoprofundo,peroaveceslointentoemprendiendolargascaminatas.AlsurdeAnnapolis,Maryland,seextiendenunostreintakilómetrosdeacantiladosondulantesyllenosdefósilesqueflanqueanlacostaoestedelabahíadeChesapeake.Sirecorreseldelgadocaminodearenaentrelatierrayelaguapuedesencontrarmontonesdealmejas,conchasespirales,coralesygalletas de mar extintos. De vez en cuando, si tienes mucha suerte, aparecerá undientedetiburóndequincecentímetrosyconlasorillasaserradas,ounaerodinámicocráneodeballenadedosmetrosdelargo.Estasvaliosasreliquiascuentanlahistoriade una época, hace quince millones de años, cuando la región era más cálida ytropical,comolaisladeMauihoy,yhabíamajestuosasballenasqueveníanaparirasus aguas y monstruosos tiburones de veinte metros de largo que se daban unbanqueteconlosanimalesmásdébiles.Losfósilesocupancienmetrosdesedimentosverticales que se depositaron allí durante tres millones de años de historia de laTierra.Lascapasdearenaymargase inclinanapenashaciaelsur,asíquecaminarporlaplayaescomopasearporeltiempo.Cadapasohaciaelnorteexponeestratosunpocomásantiguos.

ParatenerunaideadelaescaladelahistoriadelaTierra,imagínatequecaminashacia atrás en el tiempo; cada paso representa cien años atrás, lo mismo que tresgeneracioneshumanas.Unamillatelleva175milañosenelpasado.Lospocomásde 32 kilómetros de acantilados de Chesapeake, un largo día de caminata,correspondenamásdetresmillonesdeaños.PeroparadejaraunqueseaunapequeñamarquitaenlahistoriadelaTierra,tendríasqueseguircaminandoaesepasodurantemuchassemanas.Veintedíasdeesfuerzos,a32kilómetrospordía,ycienañosporpaso,tellevarían70millonesdeañosenelpasado,justoantesdelaextinciónmasivadelosdinosaurios.Cincomesesdecaminatasde32kilómetrosaldíacorresponderíanamás de 530millones de años, la época de la «explosión» delCámbrico, cuandosurgieron,deformamásomenossimultánea,milesdeanimalesconcaparazónduro.Pero a un ritmo de cien años por paso tendrías que caminar casi tres años paraalcanzarloscomienzosdelavida,ycasicuatroañosparallegaralnacimientodelaTierra.


¿Cómopodemossaberlo?LoscientíficosqueestudianelplanetahandesarrolladomuchaslíneasdeevidenciaqueapuntanaunaTierraincreíblementevieja,altiempoprofundo.Laevidenciamássencillaseencuentraen los fenómenosgeológicosqueproducen la deposición anual dematerial: si cuentas los estratos, cuentas los años.Los calendarios geológicos más espectaculares son los depósitos de varva: capasdelgadasdeestratosclarosyoscurosalternadosquerepresentanlossedimentosmásgruesosdelveranoylossedimentosmásfinosdelinvierno,respectivamente.EnloslagosglacialesdeSueciapuedeverseunasecuencia,meticulosamentedocumentada,queregistra13527añosdeestratos,ycadaañosedepositaunanuevacapabicolor.Los delgados esquistos laminados de Green River, que están expuestos en losespectaculares y escarpados cañones de Wyoming, muestran secciones verticalescontinuasconmásdeunmillóndecapasanuales.Deformasimilar, losnúcleosdehielodemilesdemetrosdeprofundidadextraídosdelaAntártidaydeGroenlandiarevelanmásde800milañosdeacumulación,añoconaño,capadenievetrascapadenieve.Todasestascapasdescansansobrerocasmuchísimomásantiguas.

Paramedirprocesosgeológicosmáslentosdebemosretrasaraúnmáselrelojdela historia de la Tierra. Las enormes islas hawaianas se formaron gracias a unaactividadvolcánicamuylentaycontinuaqueprodujoqueseapilaransucesivascapasde lavadurantealmenosdecenasdemillonesdeaños, sinosbasamosen las tasasmodernas de erupción. Los Apalaches y otras cordilleras montañosas redondeadasadquirieronsuformagraciasacientosdemillonesdeañosdeerosióngradual,ylosmovimientos, casi imperceptibles, de las placas tectónicas que han movidocontinentes y abierto océanos, también operan en ciclos de cientos demillones deaños.

La física y la astronomía nos muestran evidencias del tiempo profundoigualmente convincentes. Las tasas de decaimiento radiactivo de los isótopos delcarbono,uranio,potasio,rubidioyotroselementospuedenpredecirseconexactitudyfuncionancomorelojesexcepcionalmenteprecisosparadatareventosde formaciónderocaqueseremontanamilesdemillonesdeañosatrás,alnacimientomismodelsistema solar. Si tienes una colección de un millón de átomos de un isótoporadiactivo,lamitaddecaeráenunlapsodetiempollamadovidamedia.Sidejasporahí un millón de átomos de uranio-238, por ejemplo, y vuelves cuando hayatranscurrido su vidamedia de 4468millones de años, encontrarás que sólo quedamediomillóndeátomosdeuranio-238.El restodeluraniohabrádecaídoenmediomillón de átomos de otros elementos, hasta llegar finalmente a los átomos deplomo-206,quesonestables.Siesperasotros4468millonesdeañossóloquedaráuncuarto de millón de átomos de uranio. Para determinar la edad de las condritasprimitivasmásantiguas—4566millonesdeaños—seusaestemétododedataciónradiométrica.

Pero¿quéhaydelosmuchosmilesdemillonesdeañosquetranscurrieronantesdel sistema solar? Las medidas astrofísicas de las lejanas galaxias en movimiento


apuntanaununiversoqueesmuchomásviejoque4500millonesdeaños.Todaslasgalaxias se alejan de nosotros a gran velocidad. Los datos de los desplazamientosDoppler —también llamados desviación al rojo— revelan que las galaxias másdistantessealejanaúnmásrápido.Siproyectaraslapelículacósmicaenreversatodoconvergiríaenunsolopunto,haceunos13700millonesdeaños.EselBigBang.Laluzdealgunosdelosobjetosmásdistantesquehemosvistohaestadoviajandoporelespaciopormásde13milmillonesdeaños.

Estosdatosson irrefutables.Cualquieraquedigaque laedadde laTierraesdediezmilañosomenosdesafíalaevidenciaobservacional,abrumadoraeinequívoca,de todas las ramas de la ciencia.La única alternativa es que el cosmos fue creadohacediezmilañosdemodoqueparecieramuchomásantiguo,unaconclusiónqueexpuso por primera vez el naturalista estadounidense PhilipGosse en 1857, en sudifíciltratadoOmphalos(bautizadoasíporlapalabragriegaquesignifica«ombligo»,porqueAdán, que no tuvomadre, fue creado con ombligo para que pareciera quenaciódeunamujer).GossecatalogócientosdepáginasdeevidenciadeunaTierraextremadamenteantiguayluegosepusoadescribircómoDioscreótodohacediezmilañosparaquesevieramuchomásantiguo.

Tal vez a algunos les parezca tranquilizador el tecnicismo creacionista queasegura que las cosas fueron creadas para parecer antiguas, conocido comoprecronismo.Alasobservacionesdelosastrofísicos,quemuestranquelasgalaxiasseencuentranamilesdemillonesdeaños luzdedistancia, losprecronistasrespondenquecuandoeluniverso fuecreado la luzdeestasestrellasygalaxiasyaviajabaendirección a la Tierra. Aseguran que las rocas con tasas antiguas de isótoposradiactivosysusderivadossecrearonconlamezclajustadeuranio,plomo,potasioyargónparaqueparecieranmuchomásantiguasdeloquerealmenteson.Sicreesenel precronismo te sugiero que saltes al capítulo 11, «El futuro».Si no, deja que tuimaginación te llevemiles demillones de años atrás, almomento en el que naciónuestroplaneta.

ElnacimientodelaTierra,hace4500millonesdeaños,fueundramaqueseharepetidoincontablesbillonesdevecesdurantelahistoriadeluniverso.Cadaestrellaycada planeta surgen en el espacio casi vacío a partir de gas y polvo, partículasindividuales de materia demasiado pequeñas para verlas a simple vista, pero tangrandesenextensiónquepodemosobservar,desdeelotroladodelagalaxia,enormesnubes en las que están naciendo las estrellas. Hace miles de millones de años lagravedad sirvió como lapartera en el nacimientodel sistema solar.ElSol emergiócomoel gigante solitario entreuna camadadepigmeosplanetarios.Las reaccionesnuclearesincendiaronlasuperficiedelSolybañaronasusvecinosplanetariosenluzycalor.Yasínuestrohogardiosusprimerospasosvacilantesparaconvertirseenunmundoviviente.

Estos eventos épicos pueden parecernos de lo más ajenos, pero todosexperimentamos,durantecadadíadenuestravida,losmismosfenómenoscósmicos


que condujeron a la formación de la Tierra. Losmismos elementos y átomos queforjaronlaTierraconstituyennuestroscuerposynuestrosentornos.Lamismafuerzauniversaldelagravedadquedioformaalasestrellasyalosplanetasapartirdegasypolvo,yqueforjóloselementosdentrodeloshornosdelasestrellas,eslaquenosmantieneunidosanuestrohogarplanetario.Cuandosetratadelasleyesuniversalesdelafísicaylaquímica,nohaynadanuevobajoelSol.

Lasleccionesquenosenseñanlasrocas,lasestrellasylavidasonigualdeclaras.Paraentender laTierra tienesquedivorciartede laescala temporalyespacialde lavida humana, igualmente intrascendentes.Vivimos en unmundito diminuto, en uncosmosdecienmilmillonesdegalaxias,cadaunaconcienmilmillonesdeestrellas.Vivimosdía adía enun cosmosque tiene cientosdemilesdemillonesdedíasdeedad. Si buscas sentido y propósito en el cosmos seguro que no lo encontrarás enningúnlugaromomentoespecialvinculadoconlaexistenciahumana.Lasescalasdeespacioydetiemposoninconcebiblementegrandes.Perouncosmosregidoporlasleyesnaturalesconduceinevitablee inexorablemente,aununiversoqueprometelaposibilidaddeconocerseasímismo,yquees,comosugiereporsumismanaturalezaelestudiocientífico,uncosmosrepletodesignificado.



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Capítulo2

ElGranImpacto

LaformacióndelaLuna

EdaddelaTierra:de0aaproximadamente50millonesdeaños

Uno de los principios centrales de este libro es que los sistemas planetariosevolucionan: cambian a lo largo del tiempo. Es más, cada nueva etapa evolutivadepende de una secuencia previa de etapas. Los cambios suelen ser graduales.Cambiar el medio ambiente de un planeta puede tomar miles o incluso miles demillonesdeaños,perotambiénocurrencambiosviolentos,súbitoseirreversiblesquepuedenalterarunmundoenminutosyparasiempre.AsíocurrióconlaTierra.

LaTierraseformórelativamenterápido,ennomásdeunmillóndeañossegúnciertoscálculos,apartirdeunainfinidaddepartículas.Haciaelfinaldeesteprocesola proto-Tierra compartía espacio con unas cuantas docenas de planetésimos, cadaunodevarioscientosdekilómetrosdediámetro.Enunlapsodeunoscienmilaños,conformenuestroplanetaseaproximabaasutamañodefinitivo,lasúltimasetapasdeesteprocesotuvieronlugarenepisodiosdeunaviolencia inconcebible.Cadatantosmilesdeañosunode losminiplanetasseestrellabaen laproto-Tierrayeratragadoporcompletoporésta.

Duranteesostiemposturbulentos,laTierraeraunaesferacalienteyennegrecida,cruzadaporgrietasincandescentes,enormesfuentesdemagmaeincesantesimpactosdemeteoritos.Cadaunode loscuerposquechocabancontraestaesfera lanzabaenórbita rocasvaporizadasyconvertía lasuperficiecompletaenuncharcode rocaalrojovivo.Pero el espacio es frío.Tras cada impacto la superficiede laTierra, por


entoncescarentedeaire,prontoseenfriabayvolvíaaennegrecerse.

UnaLunaextraña

EstahistoriasobrelosorígenesdelaTierraparecemuyclaraysencilla,exceptoporun detalle extraordinario: la Luna. Es demasiado grande para ignorarla, y durantebuena parte de los últimos dos siglos su existencia ha resultado muy difícil deexplicar.Laslunaspequeñassonfácilesdeentender.FobosyDeimos,lasdosrocasirregulares, del tamaño de una ciudad, que orbitan Marte, parecen ser asteroidescapturados.Lasdocenasde lunasmuchomásgrandesqueorbitan Júpiter,Saturno,Urano y Neptuno, con mucho menos que una milésima parte de la masa de losplanetas que orbitan, son diminutas en comparación con sus anfitriones. Las lunasmás grandes, que se formaron a partir de los restos del polvo y el gas que dieronorigenalosplanetas,orbitanaestosgigantesgaseososcomosifueranplanetasdeunsistema solar en miniatura. La luna de la Tierra, por el contrario, es inmensa encomparaciónconelplanetaqueorbita:tienemásdeunacuartapartedeldiámetrodelaTierrayaproximadamenteunaoctogésimapartedesumasa.¿Dedóndevieneéstaanomalía?

Las ciencias históricas, en particular las ciencias de la Tierra y los planetas,dependen de una narración creativa (aunque por regla las historias contadas tienenqueadaptarsemásomenosbienaloshechos).Sihaymásdeunahistoriaquepareceajustarse a las observaciones, los geólogos adoptanuna cautelosapostura conocidacomo«múltipleshipótesisdetrabajo»,unaestrategiaquecualquieraquedisfrutelasnovelasdedetectivesconocerábien.

AntesdelosfamososalunizajesdelApolo,quecomenzaronen1969yapartirdelos cuales pudieron recolectarse rocas lunares intactas y empezaron a tomarsecuidadosasmediciones geofísicas del interior de laLuna, existían tres sospechososprincipales en el Caso de la Luna Gigante. La primera hipótesis científicaampliamente aceptada fue la teoría de la fisión, que propuso, en 1878, GeorgeHowardDarwin(menosfamosoquesupadre,elnaturalistaCharlesDarwin).Enlahipótesis de George Darwin la Tierra primordial, en su estado líquido, giraba tanrápidosobresuejequeseestrechóyelongóhastaqueunaesferademagmaseseparódelasuperficieyentróenórbita(conunpocodeayudadelempujegravitacionaldelSol).EnestemodelolaLunaesunbrotedelaTierraqueseescapó.Hayunavariantemuy imaginativadeestadramáticahistoriaque sostieneque lacuencadelPacíficoconstituyeunamarcaquedelataesteevento:unacicatrizdelpartodelaTierra.

Hayunasegundateoríaquecompiteconlaanterior, la teoríadelacaptura,quesugería que la Luna es un planetésimo que se formó aparte y que ocupabamás omenoselmismocódigopostalquelaTierradurante laformacióndelsistemasolar.En algún momento ambos cuerpos pasaron tan cerca que la Tierra, más grande,


capturóalaLunaylalanzóaunaórbitacircularquesehaidoestabilizandoconeltiempo.EstevorazmecanismogravitacionalparecíafuncionarbienparalaspequeñaslunasrocosasdeMarte,¿asíqueporquénotambiénparalaTierra?

La tercera hipótesis, la teoría de la acreción binaria, proponía que la Luna seformómásomenosensuubicaciónactualapartirdeunagrannubede restosquepermanecieron en órbita alrededor de la Tierra. Esta idea, bastante verosímil,reproduceloqueconocemossobreelSolysusplanetas,asícomosobrelosgigantesgaseososysuslunas.Esuntemacomúnquevemosaparecerunayotravezportodoelsistemasolar:losobjetosmáspequeñosseagreganapartirdenubesdepolvo,gasyrocasalrededordeobjetosmásgrandes.

Tres hipótesis en competencia. ¿Cuál es la correcta? Para saberlo las mentescuriosas tuvieronque esperar aque llegaran losdatosde las rocas lunares,másde381kilogramosdemuestrasprovenientesdelosseissitiosdealunizajedelApolo.

ArriboalaLuna

Lasmisiones lunaresApolo transformaron demuchas formas la ciencia planetaria.Porsupuesto,fueronunapropagandainmejorablesobrelasproezastecnológicasylafanfarronería estadounidenses. Sin duda representaron un impulso tremendo a ladupla militar-industrial, e inspiraron innumerables innovaciones, desde lasminicomputadorasalospolímerosyalTang,yconelloconstituyeronuncatalizadoreconómicoquedebehaberpagadomuchasveceslosveintemilmillonesdedólaresquecostaron lasmisiones.Noesde sorprenderque fueranelorgullonacionaly lacarrera por «llegar a lomás alto», y no la ciencia lunar, los incentivos principalesparaenviarlasprimerasmisionesalaLuna,tancarasypeligrosas.

Como sea, es difícil exagerar el tamaño del impacto que tuvieron, para migeneracióndecientíficosdelaTierra,lasmisionesApoloysucofredeltesorollenode rocas lunares. Durante toda la historia de la humanidad la Luna estuvoseductoramente cerca, a nomás de 400mil kilómetros de distancia. En las tardesclaras de verano, cuando se asomapor el horizonte esaLuna rojiza, sientes que siextiendes lamanopodrás tocarla.Perono teníamosningunamuestra,nadaquenosdijera de qué estaba hecha la Luna, ni cuándo, ni dónde.Con la primera tanda demuestras lunares pudimos, por primera vez en la historia de la humanidad,literalmente tocar la Luna (y lo mismo pueden hacer hoy los visitantes delSmithsonian).

Miprimerabocanadademuestras lunaresocurrió en el inviernode1969-1970,durante mi último año en el MIT, menos de medio año después de las misioneshistóricasdelApolo11.Lascosascomenzaronunospocosmesesantes,el24dejuliode1969,cuandolosprimeroshumanosquecaminaronsobrelaLunavolvieronalaTierra. En esos primeros días de exploración especiales existían políticas muy


estrictas de cuarentena para los astronautas y para sus muestras, por miedo a lacontaminaciónpormicrobiosextraterrestres.AsíqueencuantoelmódulocayóenelPacífico,cercadeHawai,ytanprontocomoelUSSHornetrecogióaNeilArmstrong,BuzzAldrinyMikeCollins,ellosylosveintekilosderocasysueloinvaluablesquehabíantraídodelespaciofueronselladosherméticamenteenlaInstalaciónMóvildeCuarentenade laNASA.DeHawai los llevaronaHouston, alnuevoLaboratoriodeRecepción Lunar, donde los exploradores espaciales y sus muestras estuvieronconfinadosdurantetressemanas,encasodequesehubierantraídodelespacioalgúnbichodesagradable.

LasmisionesApolosesucedieronrápidamentedurantelostresañossiguientes.ElmódulolunardelApolo12,Intrepid,quellevabaalosastronautasCharlesConradJr.yAlanBean,alunizóel19denoviembrede1969,yregresóunasemanadespuésconunostreintakilosdesueloyrocaslunares,quefueronconfinadasalasinstalacionesdecuarentenaenHouston.Porpurasuertemiasesordetesis,elbrillanteyentusiastaDavid Wones, era miembro del Equipo de Investigación Preliminar de MuestrasLunares del Apolo 12. Ese pequeño equipo de científicos vivieron la gloriosaaventura de escudriñar el segundo botín de muestras lunares con un arsenal deequipos analíticos de última generación. Dave era experto en petrología ígnea, elestudiodelosorígenesdelasrocasqueseformanapartirdelmagma.TodaslasrocaslunaresdelApolo11y12erandeorigenígneo,asíqueseencontrabaenelcielodelosgeólogos.

En cierto sentido era un trabajo bastante arduo, eso de estar encerrado durantecasi todo un mes con un puñado de científicos apasionados, trabajando bajo unaenormepresiónparaobtenerdatosirrefutablesapartirdealgunasdelasmuestrasderocamáscostosaseimportantesjamásrecolectadas.Perotambiéneraincreíblementeexcitanteestarentrelosprimeroshumanosenmanipularrocasysuelodeotromundo,elmaterialespacialquenosrevelaría,deunavezportodas,elorigendelaLuna.

MiprimerencuentrocaraacaraconlaLunaocurriócuandoDaveregresóalMIT.RecuerdoquelapuertadelelevadorseabrióenelpisodocedelEdificioVerde,yahíestaba Dave, no muy alto y con lentes, flanqueado por dos agentes federalesmusculosos,uniformadosyarmados.Sutrabajoeracuidarlasmuestraslunares,queenesemomentodebíanvalermillonesdedólaresenelmercadodeloscoleccionistas.Había que dar cuenta de cadamiligramo.Dave se veía cansado y nervioso; habíaestadofuerapormuchotiempo,seencontrababajosupervisiónpermanenteytodavíateníaquehacersutrabajo.

Cuando sale a colación el tema de lasmuestras lunares la gente se imagina deinmediatorocaslunares,porejemplountrozoquepuedessostenerenlamano.PerounaparteimportantedelmaterialdelApoloerasuelolunar,oregolito.Lapartemásfina del regolito es roca pulverizada en fragmentos tan pequeños que no puedesverlosenelmicroscopio,aconsecuenciadeunalargahistoriadeviolenciacósmica,desde enormes asteroides hasta el incesante viento lunar. Este ultrapolvo tiene


propiedadesextrañas,laprincipaldelascualesesqueselepegaatodoloquetoca,comosifueratónerdeimpresora.EltrabajodeDaveeratransferirpartedeestepolvodesdeuncontenedordeltamañodeunapilaCatresocuatrofrascosdeltamañodepilasAAA,parapoderdistribuirloalaboratorioscercanos.

Suenabastantefácil.Echaselpolvodelfrascograndeenunpedazodeunpapelparapolvo,desuperficiemuylisaydeunosochocentímetrosde lado.Conmuchocuidado,vacíasunpocoen los frasquitos.Davehabíahechooperacionesparecidascientos de veces, y no debería haberle tomadomás de unminuto. Pero aquí habíamuchoenjuego.Acadaladoteníaparadounguardiasinmuchosentidodelhumor,ytambién lo rondabaunpequeñoséquitodeestudiantes.Asíque lasmanosdeDavetemblaronunpococuandoinclinóelfrascogrande.Elpolvitopegajososeagarródelas paredes de vidrio y no quiso salir. Le dio unos golpecitos con el dedo índice.Nada.Másgolpecitos.

Entonces,todoelpolvolunar—queenrealidadnoeramásqueunmontoncitodeltamañodeunchocolateKiss,peroqueparecíamásenestascircunstancias—cayódegolpe,y¡puf!Elpolvovoló,cubriólosdedosdeDaveysedesparramósobrelaorilladelpapelypor lamesa.Seguroque todos inhalamosalgunasde laspartículasmásfinas,quevolaronporelaire.Nadiedijonada.

Por suerte no ocurrió ningún desastre: no se perdió casi nada, el polvoeventualmentefuetransferidoasulugarcorrectoylosguardiasfederalessefueronadejar las alícuotas a otros laboratorios. Ahora que lo pienso, a todos nos parecióbastantegracioso.Unpardedíasdespués,sobrelabancadelaboratorioendondesehabíahecholatransferenciacolgamos,enmarcado,elcuadritodepapeldepolvoconunaimpresióncasiperfectadeldedoíndicedeDaveWoneenpolvolunar.

AestamisióndelApololesiguieroncuatroalunizajesmás,queterminaronen1972conelApolo17yelregresodemásdecienkilogramosdemuestrasdelvalleTaurusLittrow,unaregiónenlaquesesospechabaqueexistíavulcanismolunar.Ésafuelaúltima misión; nadie ha regresado en décadas. Pero las rocas lunares,meticulosamenteguardadasenbóvedasestérilesenelEdificiodeMuestrasLunaresenelCentroEspacialJohnsondelaNASAenHouston(yenunacolecciónderespaldoen la Base Brooks de la Fuerza Aérea, en San Antonio, Texas), siguenproporcionandounaasombrosacantidaddeinvestigación.

UnosañosdespuésdelaúltimamisiónApoloesasmuestrasmedieronmiprimertrabajo de verdad, como miembro posdoctoral del Laboratorio de Geofísica delInstitutoCarnegie.Mitrabajoeraestudiarpilasde«finos»delApolo12,elApolo17y LUNA 20 (una de las tres misiones soviéticas no tripuladas, que trajo unos ciengramosdemuestraslunares).Elfinopolvolunarestámezcladocongranosdemayortamaño,ymidifícilmisiónerarevisarmilesdeestosgranos,unoporuno.Paséhorasen el microscopio, viendo de cerca hermosos cristales verdes y rojos y diminutasesferasdoradasdevidriodecolores,restosderocasquefueronhechasañicosdurante


milesdemillonesdeañosdeviolentoschoquesconmeteoritos.Unavezqueaislabaunaspocasdocenasdepartículasprometedoras,sometíacada

granoquemeparecíainusualatrestiposdeanálisis.ElprimeroeraladifracciónderayosXdemonocristal,parasaberdequéclasedecristalsetrataba.Lamayorpartedemisestudiosseconcentrabanenmineralescomunes,comolaolivina,elpiroxenoylaespinela.Siencontrabaunbuencristalorientabaconcuidadoelgranoymedíasuespectrodeabsorcióndeluz(laformaenlaquepenetranlosdiferentesespectrosdeluz).Loscristalesverdesdeolivina,porejemplo,suelenabsorber las longitudesdeonda rojas; los cristales rojos de espinela, por el contrario, absorben más en laslongitudes verdes. Tambiénmedí los espectros de todos los granos de cristal rarosqueencontré,enbuscadeloscaracterísticosbultoseirregularidadesenelespectrodeabsorción que indican la presencia de elementosmás raros, por ejemplo, cromo otitanio. Uno de mis memorables momentos de «eureka» fue cuando descubrí unpequeñopicoalos625nanómetros,unaligeraabsorcióndelaslongitudesdeondarojo-naranjas,característicadelelementocromotalcomosepresentaenlaLunaperomuydiferentealcromodelaTierra.

Para terminar, una vez que concluí el trabajo con rayosX y conmicroscopiosópticos, uséuna elegantemáquina analítica llamadamicrosondade electronesparadeterminarlaproporciónexactadeloselementosdemimuestra.Yconfirmé,unayotravez,loquelosdemáshabíanhallado:losmineralesdelasuperficiedelaLuna,sibiensonsimilaresa losde laTierraen loquerespectaa loselementosprincipales,son bastante diferentes en los detalles. Tienenmás titanio, y el cromo también esdiferente.

Estas y otras pistas de las rocas delApolo limitaron drásticamente las diversasteoríassobreelorigendelaLuna.Paraempezar,resultóqueéstatieneunadensidaddramáticamentemenor que la Tierra, pues no posee un núcleo grande y denso dehierro metálico. El núcleo terrestre contiene casi una tercera parte de la masa delplaneta, pero el diminutonúcleode laLuna contienemenosde tres por ciento.Ensegundo lugar, las rocas lunares casi no contienen rastros de los elementos másvolátiles,losquetiendenavaporizarseencuantohaceunpocodecalor.Elnitrógeno,elcarbono,elazufreyelhidrógeno,tancomunesenlasuperficiedelaTierra,estánausentes en elpolvo lunar.Estadeficiencia significaque, adiferenciade laTierra,queestácubiertadeagualíquidaycuyossueloscontienenmuchosmineralesricosenagua, como arcillas y micas, las misiones Apolo no trajeron ningún material quecontuvieranipizcadeagua.AlgodebehabereliminadoesoscompuestosvolátilesdelaLuna;talvezunchoqueounaexplosiónconvirtieronsusuperficieenellugarsecoydesoladoqueeshoy.

El tercer hallazgo clave de las misiones Apolo tiene que ver con el elementooxígeno,omásespecíficamentecon ladistribucióndesus isótopos.Cadaelementoquímicoestádefinidoporelnúmerodeprotones,cargadospositivamente,quehayensunúcleo.Esenúmeroesúnico:oxígenosóloesotraformadedecir«átomoconocho


protones».Losnúcleosatómicos tambiéncontienenunasegundaclasedepartícula,losneutrones,quesoneléctricamenteneutros.Másde99.7porcientodelosátomosdeoxígenodel universo tienenochoneutrones (ochoprotonesmásochoneutronesproducen un isótopo llamado oxígeno-16), mientras que los isótopos con nueve odiezneutrones(oxígeno-17yoxígeno-18,respectivamente)representanunapequeñafraccióndelporcentajerestante.

Eloxígeno-16,eloxígeno-17yeloxígeno-18tienenuncomportamientoquímicocasi idéntico —puedes respirarlos en cualquier combinación y no notarías ladiferencia—, pero poseen masas distintas. El oxígeno-18 es más pesado que eloxígeno-16.Porlotanto,cadavezqueuncompuestoquecontieneoxígenocambiasuestadodesólidoa líquido,ode líquidoagas,eloxígeno-16,menosmasivo,puedemoverse más fácilmente. Durante los turbulentos inicios del sistema solar estoscambioserandelosmáscomunes,yprodujeronunaalteraciónenlascantidadesdeisótoposdeoxígeno.Resultaquelaproporcióndeoxígeno-16yoxígeno-18cambiadeplanetaenplaneta,yesmuysensiblealadistanciaalaqueseencontrabadichoplanetadelSolcuandoseformó.LasrocasdelApolorevelaronquelasproporcionesdeisótoposdeoxígenoenlaLunasonprácticamenteidénticasalasdelaTierra.Enotraspalabras, laTierraylaLunadebenhaberseformadomásomenosalamismadistanciadelSol.

¿Quépasa,entonces,conlastreshipótesisrivalessobrelaformacióndelaLuna?Lateoríadelaacreciónbinariaestabaenproblemasdesdeelprincipio.SilaLunaseformóapartirdesobrasdelaTierra,ambastendríanquetenerlamismacomposiciónpromedio.Esverdadque laLunay laTierracoincidenencuantoa los isótoposdeoxígeno, pero la teoría de la acreción binaria no puede explicar las grandesdiferenciasenhierroyencompuestosvolátiles.LacomposicióngeneraldelaLunaes demasiado diferente como para que se haya formado a partir de los mismosmaterialesquelaTierra.

Lasdiferencias en composición tambiénplanteanproblemas insalvablespara lateoríade la captura.Losmodelos teóricosde losmovimientosplanetarios sugierenqueunplanetésimocapturadodeberíahaberseformadoenlanebulosasolaramásomenoslamismadistanciadelSolquelaTierray,porlotanto,tendríamásomenoslamisma composición promedio. LaLuna no.Claro que podría haberse formado, enotrazonade lanebulosasolar,unobjetodel tamañode laLunaconunaórbitaquecruzaraladelaTierra,perolosmodelosporcomputadoradelasdinámicasorbitalesrequierenqueunalunacomoésatuvieraunavelocidadmuyaltaenrelaciónconladelaTierra,loqueharíaqueeseescenariodecapturaresultaraimposible.

Así que queda la teoría de la fisión deGeorgeHowardDarwin, la cual puedeexplicarlascomposicionessimilaresdeisótoposdeoxígeno(laTierraylaLunasonun mismo sistema) y la diferencia de hierro (el núcleo de la Tierra ya se habíaformado; lamasa amorfa que daría origen a la Luna era un trozo delmanto de laTierra,yadiferenciadoypobreenhierro).Además,permiteentenderporquésiempre


vemos lamisma cara de la Luna: la órbita de la Tierra y la de la Luna siguen elmismo movimiento de rotación alrededor del eje de la Tierra: giran en el mismosentido. Pero todavía hay un gran problema: ¿dónde quedaron los compuestosvolátilesdelaLuna?

Lasleyesdelafísicatambiénpresentanalgunosinconvenientesparalateoríadelafisión.MásomenosporlamismaépocaenlaqueselanzaronlasmisionesApolo,losmodelosporcomputadoradelaformacióndeplanetashabíanprogresadoalpuntodequelosteóricospodíanestudiarconprecisiónladinámicadeunabolademagmadel tamaño de la Tierra que gira a gran velocidad. En una palabra: la fisión nofunciona.Lagravedadde laTierraesdemasiado fuerteparaqueunagranmasaderoca fundidasalgadespedidahaciaelespacio.Dehecho,unaTierra líquida tendríaquegirarsobresuejeaunavelocidadincreíble,másomenosunavezporhora,paraquesedesprendieraunagotadeltamañodelaLuna.ElsistemaTierra-Lunanotienesuficientemomentoangularparaquealgoasíocurra.

Conclusión: ningunade las tres teoríaspredominantes sobre la formaciónde laLunaseajustabaalosdatosqueobtuvimosdelasmisionesApolo.Debíahaberotraexplicación.

Eltestimoniodelasrocaslunares

Loscientíficosplanetariossongrandesnarradores.LasobservacionesdelasmisionesApolorefutarontodaslashipótesispreviasa1969sobrelaformacióndelaLuna,perono les tomó mucho tiempo inventar una nueva idea a partir de hechosincontrovertibles. Las nuevas pistas que trajo elApolo sobre la composición de laLunaproporcionaronunaclave:laLunaseparecemásomenosalaTierra.Tienelamismacomposiciónde isótoposdeoxígenoy casi todos los elementosprincipales,aunque no tiene suficiente hierro y compuestos volátiles. Esos datos tenían queintegrarse a las evidencias orbitales que conocemos desde hace miles de años: laLuna orbita la Tierra en el mismo plano y en la misma dirección que los otrosplanetasalrededordelSol.LaTierratieneunairritanteinclinaciónde23gradosensuejederotación(queesloqueprovocalasestaciones).YlaLunasiemprenosmuestralamismacara.

Los viejos modelos de la formación lunar tendían a ignorar las evidenciasorbitales que se encontrabanmás allá del sistemaTierra-Luna, incluyendo algunasllamativas excepciones a los patrones generales de nuestro sistema solar. Paraempezar,Venusrotasobresuejeensentidocontrarioalosotrosplanetas.Puedenoparecerimportante,peroVenusescasitangrandecomolaTierra,¡ygiraensentidocontrario! Urano, el tercer planeta más grande, es aún más raro, pues su eje derotación está de lado, demodoque parece rodar sobre su órbita alrededor del Sol.Tambiénlaslunasdelosotrosplanetastienensusexcentricidades.Tritón,lalunamás


grande deNeptuno, que es comparable en tamaño a la luna terrestre, orbita en ungradomuyinclinadorespectoalarotacióndesuplaneta,yenladirecciónopuestaalrestodelsistemasolar.

Laculturacientíficatieneunrostrounpocoraro,quepuededesalentaralosquenoestánenlajugada.Porunlado,senosocurrenteoríasmuybuenasqueexplicanmuchoshechoscuriosos;por ejemplo,que todos losplanetasy las lunasorbitenelSolenlamismadirecciónyenelmismoplanoapuntaaquetienenunorigencomún,apartirdeunamismanebulosa.Peroluegoencontramosexcepcionesaestaregla,ylas dejamos de lado como meras anomalías curiosas. ¿Que Venus rota en sentidocontrario? ¿Que Tritón orbita en sentido contrario? No hay problema. Estasaberracionessoncasualidadesenelgranesquemadelascosas.

Estetipodesituacióncomplicamuchasdiscusionespúblicas,porejemplo,ladelcalentamientoglobal.Muchoscientíficospredicenque lascondicionesatmosféricasperturbadas provocarán que las temperaturas globales promedio aumenten variosgrados.Peroestoscambiostambiénproducenclimasextremos,porejemplo,grandestormentas de nieve en el sur de Estados Unidos. El calentamiento global tambiénaltera lascorrientesoceánicas,porejemplolacorrientedelGolfo,yprovocaqueelnortedeEuropaseconviertaenunaespeciedecongelador siberiano.Estaclasedeanomalías le echa leña a los negacionistas del calentamiento global: los científicosdicenqueelmundoseestáhaciendomáscaliente,peroacabamosdepasar lapeortormentadenieveenlahistoriadelaregión.¿Cómoresponderaesto?Unarespuestasensata es que la naturaleza es sorprendente: rica, variada y compleja, estáminuciosamente interconectada y tiene una historia larga y complicada. Lasanomalías,yaseaqueocurranenlasórbitasplanetariasoenelclimadeAméricadelNorte,nosonsólodetalles inconvenientespor ignorar, sino laesenciamismade lacomprensión, los detalles indispensables para entender cómo funcionan las cosas.Desarrollamos modelos amplios y generales sobre cómo funciona la naturaleza, yluego usamos los detalles disímbolos para refinar el modelo original, siempreimperfecto(o,silasexcepcionesarrinconanalaregla,lasreagrupamosalrededordeun nuevo modelo). Por eso los buenos científicos adoran las anomalías. Si loentendiéramostodo,sipudiéramospredecirlotodo,notendríasentidolevantarseenlamañanaparairallaboratorio.

En el caso del origen de la Luna terrestre, esas excepciones a las tendenciassistemáticas—esas irritantes anomalías orbitales—condujeron almodelo del «BigSplash»oel«BigThwack»(la«GranSalpicadura»oel«GranImpacto»),quesurgióamediadosdeladécadade1970.LoqueoriginalmentenoeramásqueunconjuntodehipótesisrelacionadoperomaldelimitadoseconvirtióenconocimientoaceptadoduranteunaconferenciacrucialquesellevóacaboenHawaien1984,yenlaquelosexpertosenformaciónplanetariasereunieronparaconsiderartodassusopciones.Eneste ambiente tan sesudo prevaleció la «navaja de Ockham», la idea de que lasolución más sencilla para un problema —si es consistente con los hechos— es


posiblementelacorrecta.ElGranImpactocumplíatodoslosrequisitos.Para entender esta idea radical, imagínate lo que ocurría hace más de 4500

millones de años, cuando los planetas acababan de formarse a partir de todos losplanetésimos rivales. Para poder alcanzar su diámetro actual, de unos 13 milkilómetros, laTierra tuvoque tragarse todos loscuerposcercanosquequedabanenunasucesióndegrandesimpactos.Esaspenúltimascolisionesconobjetosdemuchoscientosdekilómetrosdelargodebenhabersidoespectaculares,peronotuvierongranefectoenlaTierra,unprotoplanetamuchomásmasivo.

Peronotodoslosimpactossoniguales.EnlahistoriadelaTierrasedestacaunsoloevento,undíamásespecialque losdemás.Haceunos4500millonesdeaños,cuandoelsistemasolarteníaunoscincuentamillonesdeaños,laoscuraproto-Tierray un contrincante planetario un pocomás pequeño competían por lamisma franjaestrechade sistema solar.Elplaneta en ciernes (bautizadoTheia, por ladiosa titánquedioa luza laLuna) semerecía tenerel estatusdeplaneta,pueseradoso tresvecesmásgrandequeMarteyteníamásomenosunatercerapartedelamasadelaTierra.Unaregladelaastrofísicaesquedosplanetasnopuedencompartirlamismaórbita.Eventualmentechocarán,yelplanetamásgrandesiempregana.AsíocurrióconlaTierrayTheia.

Loscientíficostratandeentenderloquesucedióconayudadesimulacionesporcomputadoracadavezmásprecisas.Losgrandesimpactosestánregidosporlasleyesde la física, así que uno puede correr miles de simulaciones con toda clase desituaciones iniciales para ver si producen una luna. La respuesta está íntimamentevinculadaconlosparámetrosiniciales:lamasaylacomposicióndelaproto-Tierra,lamasaylacomposicióndeTheia,susvelocidadesrelativasyelánguloylaprecisióndel impacto. Lamayor parte de las combinaciones no funcionan; no se forma unaluna.PeroalgunosmodelossonsorprendentementeexitososyproducenunsistemaTierra-Lunabastanteparecidoalquetenemoshoy.

Enunaversiónqueserepiteconfrecuenciaelimpactoocurrederefilón:Theia,queesbastantegrande,golpealaTierra,queesaúnmayor,unpocofueradecentro.Desde el espacio los acontecimientos ocurren en cámara lenta.En elmomento delcontactoambosmundosparecen,alprincipio,darseun tiernobeso.Luego,durantelos siguientes cuatro o cinco minutos, Theia parece aplanarse, como una bola dearcilla que cae al piso, sin demasiado efecto para laTierra.Diezminutos después,TheiaestácasiaplastadaylaTierracomienzaadeformarse.Mediahoradespuésdela colisión Theia se ha desintegrado por completo y la Tierra ya no es una esferasimétrica.Lasrocassupercalientessehanvaporizadoyemanandelaheridaabiertaen forma de arroyos luminosos contra las oscuras superficies de estos mundostrastornados.

Otro escenarioque suele citarse es el quepropuso, en1970, el teóricoAlastairCameron, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, y que se fueperfeccionandodurantelossiguientesveinteaños.Segúnestafascinanteidea,Theia


teníamásomenos40porcientodelamasadelaproto-Tierra.Tambiénocurrióunimpacto fuera de centro, pero en esta versión Theia rebotó contra la Tierra, saliódisparadaenformadeunabolaalargada,yfinalmenterecibiósugolpedegracia,unsegundoimpactotraselcualdesaparecióparasiempre.

Enamboscasos lacatástrofeaniquilóaTheia,quesevaporizóenuna inmensanubeincandescentequealcanzódecenasdemilesdegradosdetemperaturayrodeóporcompleto laTierra.PeroTheiaalcanzóahacerdaños:un trozobastantegrandedelmantodelaTierratambiénsevaporizóysalióexpulsado,traslocualsemezclóconlosrestosdispersosdeTheia.Partedelmaterialescapóhaciaelespacio,perolamayor parte de los detritos del destrozo permanecieron en órbita gracias a laimplacable sujeción gravitacional de laTierra.A partir de esta nube turbulenta losmetalesdensosqueseencontrabanenlosnúcleosdeambosmundossecombinaron,se enfriaron, volvieron a su forma líquida y se hundieron para formar un nuevonúcleoterrestre,másgrandeestavez.Losmaterialesdelmantotambiénsemezclarony se vaporizaron para formar una nube de roca, infernalmente caliente, que rodeótodoelplaneta.DurantealgunosdíasosemanasviolentoslaTierraexperimentóunalluvia incesante de gotas de silicato al rojo vivo, que se mezclaron con uninterminableocéanodemagma.FinalmentelaTierraseapropiódemuchodeloquehabíaformadopartedeTheiayterminósiendounplanetamásmasivo.

PerolaTierranoterminóapropiándosedetodoelmaterialquealgunavezformóparte de Theia. Un pocomás lejos en el espacio se vio envuelta por una enormeacumulacióndecascajorocosoproductodelacolisión,ensumayorparteunamezclaíntima de los dos mantos planetarios. Las gotitas de rocas, que comenzaban aenfriarse, se pegaron unas a otras, y los trozos más grandes devoraron a los máspequeños.Enunaespeciederepeticióninstantáneadelaacrecióngravitacionalqueformó los planetas originales, la Luna se fusionó a gran velocidad y seguramenteadquiriósutamañoactualeneltranscursodeunospocosaños.

La física de la formación planetaria determina en qué posición puede haberseformadolaLuna.TodoslosobjetosmasivosestánrodeadosporunaesferainvisiblellamadaellímitedeRoche,dentrodelcuallasfuerzasgravitacionalessondemasiadointensasparaqueseformeunsatélite.PoresoSaturnotieneanillosinmensosperonoposee ningún satélite en un radio de unos 80 mil kilómetros de distancia de susuperficie. La gravedad de Saturno evita que las partículas congeladas se fusionenparaformarunaluna.

EllímitedeRochesecalculaapartirdelcentrodeunobjetoenrotación.ParalaTierraesdeunos17milkilómetros,oaproximadamente11milkilómetrosdesdelasuperficie.Así,losmodelosdelaformacióndelaLunaubicanelnuevosatéliteaunadistanciaseguradeunos24milkilómetros,dondepodríacrecerenformaordenadaaltragarselamayorpartedelosfragmentosdispersosdelGranImpacto.Yasí,hacetalvezunos4500millonesdeaños,segúnlamayoríadeloscálculos,fuecomonaciólaLuna.LaTierraseconsiguióuncompañero,formadoenbuenaparteporpedazosde


ellamisma.LoscientíficosprontoaceptaronlateoríadelGranImpactoporqueexplicatodas

lasevidenciasmejorquecualquierotromodelo.AlaLunalefaltaunnúcleodehierroporque lamayor parte del hierro que poseíaTheia terminó dentro de laTierra. LaLuna carece de compuestos volátiles porque los de Theia se escaparon durante elimpacto.SiemprevemoslamismacaradelaLunaporqueelmomentoangulardelaTierrayTheiasecombinaronenunsolosistemagiratorio.

El Gran Impacto también ayuda a explicar la extraña inclinación del eje de laTierra,deunos23grados,unelementoqueningunodelosescenariospreviospodíaacomodarmuybien.ElimpactodeTheialiteralmenteinclinólaTierrahaciaunlado.CuandoloscientíficossedieroncuentadequelaLunaseformóapartirdeungranimpactocomenzaronaespecularsobreotrasanomalíasplanetariasenelsistemasolar.Tal vez los acontecimientos estilo Gran Impacto son comunes, y posiblementenecesarios.EsopuedeexplicarporquéVenusgirasobresuejeensentidocontrarioypor qué perdió tanta agua, y posiblemente un enorme impacto provocó queUranorotedelado.

Uncielodiferente

LaformacióndelaLunafueunmomentocrucialenlahistoriadelaTierra,y tuvoconsecuenciasdemuylargoalcancequesontotalmentesorprendentesyqueapenasahora comenzamos a entender. Hace 4500 millones de años la Luna no era elrománticodiscoplateadoquevemoshoyenelcielo.Porentonceseraunainfluenciaamenazadora, dominante e inimaginablemente destructiva sobre el ambiente de lasuperficiedelaTierra.

Todosereduceaunhechoasombroso:laLunaseformóasólo24milkilómetrosdedistanciadelasuperficiedelaTierra,nomuchomáslejosqueunvuelodeaviónde Washington, D. C., a Melbourne, Australia. Hoy, sin embargo, la Luna seencuentraa382milkilómetrosdedistancia.Deentrada,parecepocoprobablequeunaLunagigantesealejedeesemododelaTierra,perolasmedicionesnomienten.Los astronautas del Apolo dejaron espejismos en la superficie de la Luna, y loscientíficoshacenreflejarenellosrayosláserdesdelaTierraparamedir ladistanciacon una precisión de una fracción de centímetro.Cada año, desde principios de ladécadade1970,laLunasehaidoalejando3.82centímetrosporaño.Noparecegrancosa, pero a la velocidad actual suma un kilómetro ymedio cada 40mil años. Siproyectamoslapelículaenreversapodemossuponerquehace4500millonesdeañoslasituacióneraradicalmentedistinta.

Para empezar, la Luna se veía totalmente diferente. A 24 mil kilómetros dedistancia la Luna, con su diámetro de 3456 kilómetros, nos habría parecidogigantesca,diferenteatodoloquehayamosvisto.Abarcabacasiochogradosdearco


enel cielo—másomenosdieciséisveceseldiámetroaparentedelSol—y tapabadoscientoscincuentavecesmásluzdelfirmamentoquelaLunaactual.

Yahínoacabalacosa.LajovenLunaerauncuerpoviolento,conunvulcanismointensoymuydiferente al objetogrisáceoy estáticoquevemoshoy.La superficiedebe haber tenido un aspecto ennegrecido, surcado por grietas llenas demagma ycuencasvolcánicas que eranvisibles desde laTierra.LaLuna llenaprimigenia eraigual de dramática, su superficie reflejaba cientos de veces más luz solar que entiemposmodernos.Podríashaber leídoun librobajosu luz,pero lasobservacionesastronómicas habrían resultado inútiles: su brillo habría opacado el de todas lasestrellasoplanetas.

Unacosaquecontribuíaaldramatismodelasituacióneraquetodosucedíaaunritmo acelerado. En el espacio no existe la fricción, así que los objetos que giransiguenhaciéndolodurantemilesdemillonesdeaños.Lacantidadtotaldeenergíadegiro del sistema Tierra-Luna —su momento angular— se mide mediante lacombinacióndedosmovimientoscircularesquenosresultanfamiliares.Elprimeroes la rotación de la Tierra sobre su eje; conforme más rápido gira la Tierra, másmomento angular tiene.Elmomento angular de laLuna, por el contrario, dependebásicamentedequé tan lejos estéydequé tan rápida sea suórbita alrededorde laTierra.Supropiarotaciónnoesunaparteimportantedelaecuación.

ElmomentoangulartotaldelarotacióndelaTierramáslaórbitadelaLunanoha cambiado mucho durante los últimos miles de millones de años, pero laimportancia relativade ambosmovimientosha cambiadomuchísimo.Actualmente,casitodoelmomentoangulardelsistemaTierra-LunaseencuentraenlaLuna,consus382milkilómetrosdedistanciaysuperiodoorbitalde29días.LaTierra,queseencuentraenelcentrodeestesistema,yqueesmuchomásmasivaytieneuncómododíade24horas, sólo tieneunapequeña fraccióndelmomentoangularde laLuna.(Delmismomodo,loslejanosgigantesgaseososcargancasitodoelmomentoangulardelsistemasolar,aunqueelSolmismotenga99.9porcientodelamasa).

Perohace4500millonesdeañoslascosaseranmuydistintas.ConlaLunaasólo24 mil kilómetros de distancia todo daba vueltas ridículamente rápido, como elpatinadorenhieloqueacercalosbrazosalcuerpoparaacelerarelritmodesusgiros.Paraempezar, laTierragirabasobresuejecadacincohoras.Todavía le tomabaunaño entero (unas 8766 horas) girar alrededor del Sol; ese tiempo no ha cambiadomuchoenlahistoriadelsistemasolar.¡Perohabíamásde1750díascortosporaño,yelSolsalíacadacincohoras!

Estecálculosuenaextravaganteeimposibledecomprobar,perohayalmenosunpardemedicionesdirectasqueconfirmanestaideadequeantiguamentelosdíaseranmás cortos. Los arrecifes de coral son una forma muy convincente de evidencia.Algunas especies de coral muestran líneas de crecimiento extraordinariamenteprecisas que registran tanto los sutiles ciclos diarios como los ciclos anuales,másevidentes. Como es de esperarse, los corales modernos muestran unas 365 líneas


diarias por cada año de crecimiento. Pero existen corales fósiles del periodoDevónico,haceunos400millonesdeaños,quemuestranmásde400líneasporaño,lo que indica una tasamayor de rotación. Los días sólo duraban 22 horas por eseentonces,ylaLunaestabaunos15milkilómetrosmáscercadelaTierra.

Lasegundamedida,quecomplementaésta,sebasaeneleufónicofenómenodelas ritmitas mareales, que son sedimentos que se depositan en capas muy finas yrevelan los ciclos diarios, lunares y anuales de las mareas. Algunos estudiosmicroscópicos muy exhaustivos de ritmitas mareales de 900 millones de años deantigüedadqueprovienendelcañónBigCottonwood,enUtah,sugierenunmundoenel que los días terrestres sólo duraban 18.9 horas, y donde había 464 días—464salidasypuestasdeSol—cadaaño.Secalculaqueladistanciaentre laTierray laLunaenesaépocaerade350milkilómetros,loqueimplicaquelatasaderecesióneramuysimilaraladenuestrostiempos:3.91centímetrosalaño.

Mundolunático

TodavíanoexisteningunaevidenciadirectaquedocumentelosciclosdemareasdelaTierra anteriores amilmillones de años, pero podemos estar seguros de que hace4500 millones de años las cosas eran más salvajes. La Tierra tenía días de cincohoras,peroademáslaLunagirabamuchísimomásrápidoensuórbitacercana.Sóloletomaba84horas—3.5díasmodernos—darlelavueltaalaTierra.LaTierragirabatanrápidoylaLunaorbitabatandeprisaquenuestroconocidociclodeLunanueva,Lunacreciente,LunallenayLunamenguantesesucedíafrenéticamente:cadapocosdíasdecincohorasaparecíaunanuevafaselunar.

Estoshechostuvieronmuchasconsecuencias,unasmásbenignasqueotras.Conunaobstrucciónlunartangrandeenelcielo,yconmovimientosorbitalestanrápidos,loseclipseseranacontecimientosmuyfrecuentes.Cada84horassucedíauneclipsesolartotalencasitodaslaslunasnuevas,cuandolaLunaseubicabaentrelaTierrayelSol.Estobloqueabaporcompletolaluzsolar;lasestrellasylosplanetasaparecíandeprontocontrauncielooscuroylosferocesvolcanesylosocéanosdemagmadelaLuna destacaban, con un brillo rojizo, contra el oscuro disco lunar. Los eclipsestotalesdeLunatambiénocurríanenformaregular,casicada52horasdespués,conlaregularidaddeunreloj.DurantecadaLunallena,cuandolaTierraseencontrabajustoentreelSolylaLuna,lagransombradelaTierraoscurecíaporcompletolaenormecarabrillantedelaLuna.Unavezmás,lasestrellasylosplanetasaparecíansobreuncielonegroylosvolcanesdelaLunahacían,rubicundos,suaparición.

Una consecuenciamuchomás violenta de la proximidad de la Luna eran unasmareas monstruosas. Si la Tierra y la Luna hubieran sido cuerpos sólidosperfectamente rígidos severíanhoymásomenos igualquehace4500millonesdeaños:estaríana24milkilómetrosdedistancia,ytendríanmovimientosrotacionalesy


orbitales rápidosyeclipses frecuentes.Pero laTierray laLunanoson rígidas.Susrocaspuedendeformarseydoblarse;cuandoestánfundidas,enparticular,sealzanyretroceden con las mareas. La Luna joven, a una distancia de 24 mil kilómetros,ejercíaunasfuerzasdemareatremendassobrelasrocasterrestres,ylaTierraasuvezejercíauna fuerzagravitacional igualyopuesta sobreelpaisaje lunar, en sumayorparteenestadolíquido.Esdifícilimaginarlasenormesmareasdelavaqueocurríanpor entonces. Cada pocas horas la superficie de la Tierra, en buena medidaconformada por rocas fundidas, debe haberse abultado más de un kilómetro endirección a la Luna; esta deformación generaba una fricción interna tremenda queproducíamás calor ymantenía la superficie líquidadurantemás tiempoque enunplanetaaislado.LagravedaddelaTierraledevolvíaelfavor:hacíasobresalirlacaradelaLunaquedahacialaTierraydeformabanuestrosatéliteperfectamenteesférico.

EstascolosalesdeformacionesdemareasonlarazónfundamentaldequelaLunasigaalejándosedelaTierra.¿Cómolehaceunobjetode3450kilómetrosdediámetroparaalejarsedesdeapenas24milkilómetrosa382000?Larespuestaseencuentraenlaconservacióndelmomentoangular,lasumaconstantedelaenergíarotacionaldelaTierramáslaenergíaorbitaldelaLuna.LasleyesdelafísicadicenqueelsistemaTierra-Lunadebeconservar,engranmedida,todosumomentoangularoriginal.

Hace4500millonesdeañosunaenormedeformacióndemarearecorría todoelplanetacadapocashoras.PerocomolasuperficiedelaTierragirabaalrededordesuejemásrápido(cadacincohoras)deloquelaLunaorbitabaalrededordelmismoeje(cada 48 horas), la deformación de marea, con su masa extra, siempre llevaba ladelanterayconstantemente jalaba laLunaconsufuerzadegravedad,haciéndola irmás ymás rápido en cada órbita.Las leyes inmutables delmovimiento planetario,quepropusohace unos cuatro siglos elmatemático alemán JohannesKepler, dicenquemientrasmás rápido orbita un satélitemás lejos tiene que estar de su planetacentral.PerosilaLunaorbitalaTierramásymásrápido,yporlotantosealejadeellamásymás,tambiéntienequeganarmomentoangular.

Almismotiempoqueladeformacióndemareade laTierra jalabaa laLuna, laLuna deformada jalaba la enorme deformación de la Tierra con una fuerzagravitacionaligualyopuesta,loquehacíaquelaTierragiraramásdespaciosobresueje en cada rotación. Aquí es donde entra la conservación del momento angular.Mientrasmás rápido giraba la Luna, más lejos tenía que estar de la Tierra ymásmomentoangularteníaqueganar.Paracompensar,laTierrateníaquerotarcadavezmás lentamente sobre su eje para conservar elmomento angular total del sistemaTierra-Luna.Piensanuevamenteenelpatinador,queahoraextiendesusbrazosparahacermáslentoelritmodesusgiros.Enel transcursode4500millonesdeañoslarotaciónde laTierrahapasadodeocurrir unavez cada cincohoras auna cada24horas, y la Luna se ha alejado y ha ganado unmontón demomento angular en elproceso.

Notodoslossistemasplaneta-lunasiguenesteguion.Sielplanetagirasobresu


eje más lentamente de lo que su luna lo orbita, sigue un proceso inevitable defrenado.Lasdeformacionesdemareaenelplanetasequedanretrasadasylalunasefrena con cada órbita y se acerca cada vezmás a su fin.Con el tiempo la luna sedesplomarásobreelplanetayserádevorada,enunavariaciónmásdelGranImpacto.Tal vez por eso Venus, con su rotación retrógrada, no tiene luna. Tal vez ladesaparicióncataclísmicadeunaviejalunaexplicaporquéVenusperdiósuaguayesahoraunmundoinhóspito,ardienteysinvida.

Acomienzosde lahistoriadelsistemaTierra-Lunaestos intercambiosdemomentoangular que llevaban a cabo laTierra, cadavezmás lenta, y laLuna, en constanteaceleración, eran mucho más acentuados que hoy. En los primeros siglos tras laformaciónde laLuna ambos cuerpos estaban cubiertos por océanos turbulentos demagma que podían fluir y deformarse. Es probable que las gigantescasmareas demagmaen laTierra,y lasdeformacionesequivalentesenelmagma lunar,causaranquelaLunasealejaradecenasocientosdemetrosalañoaunquelafrenéticarotaciónde la Tierra se fuera haciendo cada vez más lenta. Pero estas enormes mareasterrestres no pueden haber durado mucho: conforme aumentaba la distanciaTierra-Lunalasfuerzasdemareadisminuíanaúnmás:unaduplicacióndeladistanciareducelafuerzadegravedadaunacuartaparte.Sisetriplicaladistancia,lasfuerzasgravitacionalesnotienensinounanovenapartedesupotenciaoriginal.

El estrés continuo provocado por las mareas retrasó, pero no pudo detener, lasolidificacióndelosmundos.AunoscuantosmillonesdeañosdelGranImpactolassuperficiesdelaLunaylaTierraestabancubiertasdesólidarocanegra.Lasmareasde tierra—ladeformaciónde la roca sólida—noerannada insignificantesenesosprimeros momentos, pero no se parecían mucho a las poderosas deformacionesdiariasquesufríaelmagmaquelasantecedió.

La Luna es un recordatorio luminoso de que el cosmos es un lugar en el que lacreación y la destrucción se entretejen. Ni siquiera hoy somos inmunes a algunasafrentas cósmicas catastróficas: de vez en cuando siguen cruzando la órbita de laTierraasteroidesycometasasesinos.Hacemillonesdeañosunaenormerocamatóalos dinosaurios; dentro demillones de años otras rocas igualmente grandes darán,inevitablemente, en el blanco. Si la supervivencia humana es nuestro principalimperativocomoespecieharíamosbienenseguirescrutandoloscielos,puesnuestrovecindario cósmico más cercano es un mudo testigo de que el cambio suele serbenignoygradual,peroavecesunotienedíasrealmentemuymalos.



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Capítulo3

LaTierranegra

Laprimeracortezadebasalto

EdaddelaTierra:de50a100millonesdeaños

DurantesulargahistoriaalaTierralehatocadosufrirmuchoseventosdefinitorios.ElGranImpactofuesindudaelmásperturbadorytambiénelque,aldarorigenalaLuna, tuvo los efectos más dramáticos. Pero un resultado como éste—una Lunagrandeysolitariaqueorbitaunplaneta llenodecompuestosvolátiles—noesparanadaunresultadoinevitabledelasleyesdelafísicaylaquímica.Silosdetallesdelaantigua interacción entre la Tierra y Theia hubieran sido un poquito diferentes, elepisodiodeformacióndelaLunahabríaresultadomuydistinto.Sielimpactohubieraocurrido directamente en el centro de la Tierra, buena parte de la masa de Theiahabríaterminadoformandopartedenuestroplaneta.Posiblementenotendríamosunsatélite,puesTheiaylaTierrasehabríanfusionadoenunodelosmayoresplanetassinluna.Porotrolado,siTheianohubieradadoenelblancosuórbitapodríahabersealterado lo suficiente como para salir lanzada hacia el centro, a Venus, o hacia elexterior,endirecciónaMarte,paraabandonarparasiempreelvecindarioterrestre.Ysielimpactohubierasidomásoblicuoaún,ladistribucióndelosrestospodríahaberproducido muchas lunas que adornaran nuestro cielo nocturno, claro que máspequeñas.

La casualidad tiene un papel muy importante en nuestro dinámico vecindariocósmico.Lahistoriadelsistemasolaresunaletaníadegolpesydeimpactosquenosucedieronporunpelo.Elasteroidequeayudóaacabarconlosdinosauriosmuybien


pudo haber fallado el tiro, lo que habría dejado que los Tyrannosaurus y sudescendenciaevolucionaranduranteunascuantasdecenasdemillonesdeañosmás.Talvezunospájaroscongrandescerebrossehabríanconvertidoenconstructoresdeherramientasinteligentesyalados.LosescuálidosmamíferosquevivieronenésaeraMesozoicaextendidaposiblementenohabríanllegadomuylejos.Unpardecambiospequeñosaquíoalláhabríansidosuficientesparaque lahistoriade laTierra fueramuydistinta.

Peroalgunosaspectosdelcosmosson inevitables,deterministas.Laproduccióndegrandescantidadesdeprotonesyelectrones,ydelascantidadescorrespondientesde hidrógenoy helio, estaba determinada en nuestro universo desde el instante delBigBang.Laformacióndeestrellaseraunaconsecuenciainevitabledelaproduccióndegrandescantidadesdehidrógenoyhelio.Lasíntesisdetodoslosotroselementosmediante reacciones de fusión nuclear y supernovas estaba igualmentepredeterminada por la formación de estrellas ricas en hidrógeno. Y la acreción detoda clase de planetas interesantes—parecidos a la Tierra, aMarte o a Júpiter, ydocenasdetiposmásqueapenasahoraestamoscomenzandoadescubriralrededordeestrellaslejanas—fueconsecuenciainevitabledelasíntesisdetodosesoselementosquímicos.

AsífuecomolaTierrapos-Theiacomenzóunaépocaturbulentadeenfriamientoy autorganización. ¿Cómo era este nuevo mundo? Los geólogos le dieron a losprimeros500millonesdeañoselnombredeeónHadeano,comoreconocimientodelascondiciones infernalesquedebenhaberprevalecido.Laespeculación informadade los científicos nos presenta un panorama extraordinario del eónHadeano en laTierra: exhalaciones volcánicas de azufre, ríos de lava incandescente y una lluviaconstantedeasteroidesycometasquebombardeabanlasuperficie.Sinembargo,nosresultacasi imposibleconocercualquierdetallede losprimeroscientosdemillonesdeañosdevidadelaTierra,porquecarecemosporcompletodepruebastangibles.

ParaconocerlosorígenesdelaTierracontamosconlosricosregistrosdelsistemasolar:elSolylosmilesdeobjetosqueatraesufuerzadegravedad.Haydecenasdemilesdemeteoritosquenosofrecenvistazosíntimosdelaedaddelosplanetésimos.Podemos encontrar losorígenesde laLuna en cada rocaymuestrade suelo lunar.PeronosobrevivenadadelosprimerosdíasdelaTierra,almenosnadaenlaTierramisma,niunfragmentoderocaniungranodemineral.

Parece extraordinario, pero esa evidencia sí puede existir aún en forma demeteoritos,expulsadosdelasuperficiedelaTierradurantelosimpactosgigantesquesucedieronhacemilesdemillonesdeañosyqueluegovolvieronacaerenlaTierraoenlaLuna.Estosespecímenesdebenandarporahíytalvezinclusoserabundantes,algunosprácticamenteintactosdesdeentonces.Dehecho,labúsquedadeestasviejasreliquias terrestres se cita con frecuencia como una de las razones científicas pararegresar a laLuna.Una exploraciónminuciosa de la superficie lunar podría rendirfrutos y hallar rocas hadeanas errantes que nos revelen datos sobre el pasado


inaccesibledelaTierra.Peroaunqueseríamuylindopodersostenerenlamanounpedazodelaprimera

superficie sólida de la Tierra, hay otras cosas que podemos hacer, pues aunque laTierrahacambiadounayotravez,lasleyesdelaquímicaylafísicano.Hace4500millonesdeañosesas leyes físicasyquímicasprevalecían, comosiempre,pero sinotrosgrandesimpactosnicomplicacionesdeescalaplanetaria.

Inevitabilidadelemental

La evolución temprana de la Tierra fue consecuencia de dos realidades químicasentrelazadas: la cosmoquímica (la fabricación de elementos) y la geoquímica (lafabricaciónde rocas).Primerovino lacosmoquímicay laproducciónestelarde loselementospesados:todoloquehayenlatablaperiódicamásalládelhidrógenoydelhelio,quesonloselementosunoydosdelaprimerafila.Ennuestrouniversomuchosde esos elementos químicos estaban destinados a ser dominantes: el oxígeno, elsilicio,elaluminio,elmagnesio,elcalcioyelhierrosonmuchísimomásabundantesquetodoslosotroselementospesados,enparticularenlosplanetasterrestresrocosos.Estosseiselementosconforman98porcientodelamasadelaTierra,asícomodelaLuna,Mercurio,VenusyMarte.

Cada uno de estos elementos, los «seis grandes», tiene una historia químicaparticularquecontar.Cadaunocontribuyó,asumanera,aquelaTierraseconvirtieraen lo que estaba destinada a ser tras el Gran Impacto. La clave son los enlacesquímicos.Recuerdaquelosátomosseunenunosaotroscuandosusdifusasnubesdeelectronesinteractúanysecombinanparaformararreglosmásestables,enparticularátomos con el número mágico de 2, 10 o 18 electrones. Para que este tipo deintercambio funcione algunos átomos tienen que desprenderse de sus electrones yotrostienenqueacogerlos.

El oxígeno es el principal receptor de electrones en la Tierra. Cada átomo deoxígeno tiene en su núcleo ocho protones con carga positiva, que se equilibraneléctricamenteconochoelectronesconcarganegativa.Peroeloxígenosiempreandabuscandodoselectronesmásparaformarelnúmeromágicodediezelectrones.Esaavidezconstantehacequeeloxígenoseaunodelosgasesmásreactivosycorrosivosenlanaturaleza.Sinduda,unmuymalbicho.

Nosotros solemospensareneloxígenoprincipalmentecomounaparteesencialdelaatmósfera(másomenos21porcientoestácompuestodeoxígeno,yesoesloquenospermiteestarvivos).Peroeseafortunadoacontecimientoatmosféricoesuncambiorelativamenterecienteen lahistoriade laTierra.Durantepor lomenosdosmilmillonesdeañoslaatmósferadelaTierraestuvocompletamentedesprovistadeoxígeno. Incluso en la actualidad casi todo el oxígeno de la Tierra—99.9999 porciento— está fijado en las rocas y los minerales. Cuando escalas una montaña


majestuosayescarpadaocaminasporunerosionadoafloramientorocoso,lamayorpartedelosátomosquehaybajotuspiessondeoxígeno.Cuandotetirasenlaarenadeunaplaya,casidos terceraspartesde losátomosquesostienentucuerposondeoxígeno.

Paraqueeloxígenopuedadesempeñarestecrucialpapelquímicodeaceptordeelectrones también tiene que haber montones de otros átomos que puedendesprendersedesuselectronesocompartirlos.Eldonadormásprolíficodeelectroneseselsilicio,querepresentacasiunodecadacuatroátomosenlacortezayelmantoterrestres. El silicio tiene en su núcleo 14 protones con carga positiva, queoficialmente sonequilibradospor14electrones concarganegativa.El silicio suelerenunciaracuatroelectronesparaalcanzarelnúmeromágicode10electrones,conloqueseconvierteenun iondesilicioconunacargaeléctricapositiva.En lacortezarocosayelmantode laTierraesoscuatroelectroneserrantes suelen serdevoradospordosátomosdeoxígeno,queasíseconviertenenionesconcarganegativa.Comoconsecuencia, en casi todas las rocas pueden encontrarse fuertes enlacessilicio-oxígeno,sobretodoenelcuarzooSiO2,unamezcladeunátomodesilicioydos átomos de oxígeno. Los transparentes granos de cuarzo sonmuy resistentes yduranmucho tiempo.Se acumulanpor trillones a lo largode las costas, y sonpormuchoelmineralmáscomúndelaarenadeplaya.Seguramentehasvistohermososespecímenesdecuarzo,transparenteyconmuchasfacetasirregulares,quevendenenlas tiendasNewAge como«cristalesdepoder».Cuando tomasunodeesos tesorosconlamano,dosterceraspartesdeloquesostienessonoxígeno.

Los cristales con enlaces silicio-oxígeno, llamados en forma genérica silicatos,sonlosmineralesmáscomunesdelaTierra,yseconocenmásde1300especies(cadamessedescubreunanueva).Laversatilidaddesuconexiónsilicio-oxígenolesdaunagranvariedaddeestructurasatómicasydepropiedades,comolaresistenciaalclimadelcuarzoyelfeldespato,laformaderacimodelashermosasolivinasverdesylosgranatesrojos(laspiedrassemipreciosaszodiacalesdelosnacidosenagostoyenero,respectivamente),loshábitosdealgunostiposfamososdeasbestodeformarcadenasdesilicatoslargosydelgados,odeconstruirláminasplanasydelgadasdemineralescomo la mica, que alguna vez se usó como un sustituto barato del vidrio paraventanas.

Aunqueelcalcio,elmagnesioyelaluminiosonmenosabundantesqueelsilicio,desempeñanunpapelestructuralenlasrocasdesilicatomáscomunesenlacortezayelmantoterrestres.Igualquesuabundanteprimoelsilicio,cuandoseencuentranenforma de iones positivos ocasionalmente se enlazan con oxígeno suelto y formanóxido de calcio que reconocemos como cal; un compuesto más raro, el óxido demagnesio,y (cuando se incorporanalóxidode aluminio trazasde cromoo titanio,elementosmásraros)losvaliososrubíesozafiros.

Elhierro, el sexto«gran elemento», es sinduda elmásversátil de todos.Cadaunodelosotroscinco—eloxígeno,elsilicio,elaluminio,elmagnesioyelcalcio—


adoptan una personalidad química dominante.El oxígeno casi siempre actúa comoaceptordedoselectrones;elsiliciocasisiempreesdonadordecuatroelectrones,elaluminioesdonadordetreselectronesyelmagnesioyelcalciosondonadoresdedoselectronescadauno.Peroelhierro,elelemento26,desempeñatrespapelesquímicosmuydistintos.

La estructura estratificada de la Tierra hace que destaque la versatilidad delhierro.Aproximadamenteunodecadadiezátomosenlacortezayelmantoterrestres—dominadospor el oxígeno—es de hierro,mientras que el núcleometálicode laTierra está compuesto por hierro en 90 por ciento. Este llamativo contraste esconsecuenciadequeesteelementotenga26electrones,muylejosdelnúmeromágicomáscercano,18,loqueloconvierteenundonanteporexcelencia.Nohayformadequeelhierrodone8electrones(ningúnátomopuedeaceptartantos),asíquetienequearreglárselasconlosaceptoresqueseencuentrenpresentes.

Aveceselhierroactúa igualqueelmagnesioydonahastadoselectronesparaconvertirseenunion+2.Enesteestadodivalenteelhierroleotorgauncaracterísticocolor verdoso o azulado a muchos minerales y a otras sustancias químicas. Elcaracterístico color verde de la gema peridoto (una olivina con hierro) y el colorazul-verdosodelasangredesprovistadeoxígenoquecorreportusvenassonambosindiciosdehierrodivalente.Enestaformaelhierroseenlazaconeloxígenoenunaproporcióndeunoauno.Ycomolosátomosdemagnesioydehierrosondetamañosimilar, estos elementos con frecuencia se sustituyen libremente uno a otro enalgunos minerales comunes en la corteza y el manto terrestres. Algunos de losmineralesmásabundantesdelaTierra,incluyendolaolivina,elgranate,elpiroxenoy lamica, tienenvariantesquecontienenbásicamentecualquierproporciónposibledemagnesioyhierro,desdealgunasversionesincolorasquetienen100porcientodemagnesio a variedades de tonos oscuros que contienen 100 por ciento de hierrodivalente.

Sin embargo, el hierro no está limitado al estado +2. En presencia demuchosaceptoresdeelectronesdeinmediatodonauntercerelectrónparaconvertirseenunion de hierro +3. Esta forma trivalente del hierro le confiere a su portador uncaracterísticocolorrojoladrillo.Elóxidorojo,losladrillosrojosylasangreroja,ricaenoxígeno,ledebenalhierrotrivalentesusbrillantestonalidades.Comoelaluminio,quetambiénadoptaelestado+3,elhierrotrivalenteseenlazaenunaproporcióndedosatresconeloxígenoparaformarFe2O3,unmineralcomúnllamadohematitaacausa de su color rojo sangre. Del mismo modo que el magnesio con frecuenciaremplaza la forma divalente del hierro, el aluminio muchas veces remplaza lavariantetrivalentedelhierro.Losmineralesgranate,anfíbolymicapuedencontenertodaslasproporcionesdealuminio-hierroimaginables;lasvariedadesricasenhierrotienenuncolorrojo,envezdeverde.

Asíquegraciasaltruquito,extremadamenteútil,deiryvenirentrelosestados+2y+3(volveremossobreestanotablehabilidaddentrodeunpardemilesdemillones


deaños,cuandolavidaapareceenescenaporprimeravez),elhierro,ensuestadodivalente y trivalente, actúa como los otrosmiembros de los «seis grandes». Peroespera,porqueelhierrotieneunpapelmásimportantequedesempeñarenlaTierra:puedeformarmetalesconfacilidad.

Todos los tipos de enlaces químicos de los que hemos hablado hasta ahorainvolucran un intercambio de electrones, y dan como resultado iones.El silicio, elaluminio,elmagnesio,elcalcioyelhierrodonanelectrones;eloxígenoseloslleva.Como consecuencia, estas uniones se llaman enlaces iónicos. Sin embargo, losmetales adoptan una estrategia de enlace muy diferente. En un metal cada átomodona uno o más electrones y adquiere una carga positiva. Pero esos electroneserrantessequedanporahí,enelmetal,enunaespeciedemarpegajosoyconcarganegativa quemantiene juntos todos los átomos con carga positiva, como si fueranfilasdebalinesquenadanenmelaza.Elhierrometálicoesunaenormecoleccióndeátomosdehierroquecomparten,entretodos,estoselectroneserrantes.

Este comportamiento comunitario tiene consecuencias muy profundas. Paraempezar, todos los electrones compartidos puedenmoverse libremente, así que losmetales son excelentes conductores de la electricidad (que no esmás que el flujocontrolado de electrones). Por el contrario, en losmateriales hechos de oxígeno ymagnesioosilicio,enlazadosiónicamente,cadaelectrónestátanfirmementefijoensulugarquelaelectricidadnopuedefluir.Otraconsecuenciadelosenlacesmetálicosesqueestosmaterialestiendenadoblarse,másquearomperse.Elmardeelectronesquerodeaalosátomospuededoblarseytorcersesinquepierdasufuerzacolectiva,adiferencia del comportamiento de la mayor parte de las rocas y los mineralesquebradizos.

Loslectoresperspicaceshabránnotadoenestepuntoqueelhierronoeselúnicoquepuederealizarestetrucodeformarmetales.Laslatasyelpapeldealuminioyelcableadodomésticoestánpor todos lados; lasaleacionesdemagnesiometálicosonubicuasenlosautosdecarrerasdeúltimatecnologíayotrosjuguetes,yelsilicio,queessemimetálico,yaceenelcorazóndetodoslosartefactoselectrónicos(deaquíquese llame así SiliconValley: silicon significa silicio en inglés). Pero el aluminio, elmagnesioyelsiliciometálicossonmaravillasmodernasdelaindustriaquímica.Senecesitan grandes cantidades de energía para separar esos tercos elementos deloxígeno,ysusestadosmetálicoscasinuncaseformanenlanaturaleza.

Elhierroestámenoscomprometidoconeloxígenoyesmáscaprichosoconsuscompañerosdeenlacesquímicos.Adiferenciadelsilicio,elaluminio,elmagnesiooel calcio, lepareceperfectamentenormalunirseaotrosaceptoresdeelectrones, enparticularelazufre;elsulfurodehierroeselmineralpirita,elbrillante«orode lostontos».También,adiferenciadeesosotroselementos,elhierroformaconfacilidadunmetal denso que se hunde hasta el centro de los planetas y forma sus enormesnúcleos.


LaTierrafundida

Losseisgrandeselementos,cadaunodeloscualesesunaconsecuenciainevitabledelaevolucióndelasestrellasqueexplotanydelosplanetasterrestres,tambiénsonlosresponsables de que existan las rocas más abundantes de la Tierra. Suscomportamientosquímicoscaracterísticoscondujeronanuestroplanetaauncaminoirreversible de transformación que terminó dando como resultado el mundo quehabitamos hoy. Pero antes de que las rocas pudieran formarse, la Tierra tuvo queenfriarse.

ImaginadenuevolosañosviolentosquesiguieronalimpactoquedioorigenalaLuna.DuranteunosdíasosemanasloqueterminaríaconvirtiéndoseenlaTierrayloqueseconvertiríaenlaLunaaúnestabapordecidirse.NilaTierranilaLuna,enesosprimeros días pos-Theia, tenían una superficie sólida. Los dos globos fusionadosestaban unidos por un océano de magma que los rodeaba, turbio y al rojo vivo,bañadoporunalluviaincandescentedesilicatosfundidosatemperaturasdemilesdegradosCelsius.

MientraslaatmósferasedespejabadelosrestosdeTheia,laTierraradiabahaciael espacio una enorme cantidad de calor, y su capa superficial se enfriabainexorablemente. A pesar de ello, algunos eventos cósmicos conspiraron paramantenerfundidalasuperficiedelaTierraporuntiempomás.Paraempezar,grandesasteroides hacían impacto en el planeta. Cada choque añadíamás energía térmica,supercalentaba el área de impacto y frustraba sus intentos por formar una cortezaestable.LasintensasmareasproducidasporlagravedaddelaLuna,queaúnestabamuy cerca, también ayudaban a mantener la Tierra en estado líquido; cada cincohoras una gran protuberancia ecuatorial demagma turbulento recorría el planeta yquebrabacualquiercapadelgadaquehubierapodidoformarse.Tambiénañadíacaloral conjunto la gran reserva de elementos muy radiactivos de la Tierra, tanto losisótoposdealuminioytungsteno,devidacortaycapacesdegenerarcalor,comolosisótoposdeuranio, torioypotasio,con largasvidasmedias.Lanacienteatmósfera,alimentadaporlosvaporesvolcánicosricosendióxidodecarbonoyenagua,puedehaberamplificadoestosefectosalinducirunestadode«superefectoinvernadero».

Duranteunlapsodesconocidodetiempo,talvezcienaños,talvezcienmil—unpestañeo en términos geológicos—, la Tierra permaneció en estado líquido. Peroestabapredestinadaaenfriarseyaendurecerse.Lasegundaleydelatermodinámicaexigequelosobjetoscalientesquenotienenningunafuenteimportantedeenergíaseenfríen, y que cuanto más caliente esté el objeto, más rápida sea la tasa deenfriamiento.

Existen tres mecanismos comunes que facilitan esta transferencia de calor. Laprimeraeslaconducción.Cuandounobjetomáscalientetocaunomásfríolaenergíatérmica debe fluir de lo caliente a lo frío. Este proceso, dolorosamente obvio sialguna vez te has quemado los pies caminando por el pavimento caliente o te has


ampollado las manos al tocar un quemador de la estufa, es provocado por elmovimiento constante de los átomos. En los objetos más calientes los átomosexperimentanmovimientosmásviolentos.Cuandounobjetomásfrío,cuyosátomossemuevenmásdespacio,entraencontactoconunobjetomáscaliente,conátomosmás frenéticos, parte de esemovimiento violento se transfieremediante colisionesentreátomos.Sielobjetoquetocasestálosuficientementecalientepuedeafectarlasmoléculasdetupiel,matarcélulasyocasionarunaquemadura.Laconducciónesunabuenaformadetransferircalorlocalmente,desdeunobjetoaotroqueestájuntoaél,pero no sirve muy bien para transferir calor a escala planetaria. Toma demasiadotiempotransportarcalordeunátomoalquesigue.

Laconvección,enlacualgruposdeátomoscalientestransportanenergíatérmicaalpormayor,esunamejorelecciónplanetariaparaenfriarse.Cadavezqueelaguahierve,experimentaslaconvección.Echaaguaenunaolla,prendelaestufayespera.Alprincipioelprocesoeslento:laollaentraencontactoconelaguafría,letransfierecalorporconduccióny,pocoapoquito, losátomosdemetalde laollaempujanlasmoléculasdeagua.Peroprontoentraenacciónotromecanismo.Elaguacalientedelfondocomienzaaexpandirseyaelevarseatravésdelaguamásfríaydensadearriba,conloquetransfieregrandescantidadesdecaloralasuperficie.Almismotiempoelaguadelasuperficie,másfríaydensa,sehundehaciaelfondocalientedelaolla.Elintercambio de calor ocurre más y más rápido: las columnas de agua suben y sehundenhastaqueelaguahierveaborbotones.Medianteelcicloconvectivodelaguacaliente que sube y el agua fría que baja, hay grandes volúmenes de agua quepropaganelcalorportodoellíquidoenunbailerápidoyefectivo.

A gran escala, la de la Tierra, la convección aparece por todos lados: en lasrefrescantes brisas marinas durante un día de verano, en las grandes corrientesoceánicasqueviajandelEcuadoralÁrtico,en los turbulentos frentesde tormentassalpicadas de relámpagos, en losmanantiales en ebullicióny en los chorros de losgéiseres.YlomismosucedeenelinteriordelaTierra:losmagmasylasrocasmásfríasydensascercadelasuperficiesehunden,ylosmagmasmáscalientesymenosdensosde lasprofundidades emergena la superficie.Durante toda lahistoriade laTierralaconvecciónhasidoelmotorprincipaldelenfriamientoplanetario.

Yluegotenemoslaradiación,eltercermecanismoparalatransferenciadecalor.Todos losobjetoscalientes irradiancalor a susalrededores,más fríos, en formaderadiación infrarroja que viaja 300 mil kilómetros por segundo en el vacío. Estaconocida formadeenergía, tanevidentecuando te relajasy tebañasun ratoen losrayosdelSolresplandeciente,secomportaenformasimilaralasondasdeluzvisible(aunquelaradiacióntérmicatienelongitudesdeondaunpocomáslargas).LafuentemásobviadeenergíainfrarrojaessindudaelSol,quebañalaTierraenunaradiacióninfrarrojaquetardaunos8.3minutosenviajarhastanosotrosatravésdelvacíodelespacio. Otros ejemplos familiares son los calentadores eléctricos, el fuego de lachimeneaylosviejosradiadoresdeaguacaliente.Todoslosobjetoscalientesirradian


calorasusalrededoressiéstosestánmásfríos.Tucuerponoeslaexcepción;esporeso que los auditorios atiborrados de gente se calientan tanto: cada persona irradiatanto calor comoun focode cienwatts, unhecho fácil deverificar si uno se poneunoslentesdevisiónnocturna,quehacenquelagenteyotrosanimalesqueemitenradiacióninfrarrojaparezcanbrillarenlaoscuridad.

Latasadetransferenciadecalor,yaseaporconducción,convecciónoradiación,dependedeldiferencialdetemperaturaentrelosobjetosmáscalientesylosmásfríos.Laconducciónesmásrápida,laconvecciónmásvigorosaylaradiaciónmuchomásintensasilasdiferenciasdetemperaturasonmayores.LaTierraesunplanetatibio;alolargodesuórbitaalrededordelSolirradiacalorcontinuamentehaciaelfríovacíodelespacio.PerolaTierrapos-Theia,aúnalrojovivo, lanzabaenergíacaloríficaalespacioaun ritmosinprecedentesenépocasmodernas.Literalmentebrillabaen laoscuridadvacíadelespacio.

Lasprimerasrocas

La Tierra irradiaba cantidades tan prodigiosas de calor hacia el espacio que erainevitablequeseformaraunacorteza.Enalgúnlugar,probablementecercadeunodelospolosmenosafectadosporlasfuerzasdemarea,lasuperficiefundidaseenfriólosuficienteparaqueseformaranlosprimeroscristales.Peroenfriarseycristalizarsenoera para nada un evento sencillo. Muchas sustancias cotidianas tienen unatemperatura bien definida, a la que su forma líquida se convierte en sólida alenfriarse,elfamosopuntodecongelación.Elagualíquidasecongelaacerogrados,elplateadomercuriometálicoa–38gradosyeletanol (elalcoholquebebemos)a-117gradosCelsius.Peroelmagmaesdiferente:unacaracterísticapeculiaresquenotiene un único punto de congelación (aunque en el caso del magma hablar de unpuntodecongelacióndemásde1300gradosCelsiussuenacomounoxímoron).

Comencemosconlascondicionesinfernalesquereinaronhace4500millonesdeaños,inmediatamentedespuésdelchoqueconTheia,unaépocaenlaquelaTierraysuLunacompartíanunaresplandecienteatmósferadevapordesilicioquesehallabaa temperaturas de 5 mil grados Celsius. Ese gas rocoso infernal se enfriórápidamente, se condensó en forma de gotitas y cayó como una lluvia demagmasobrelosnuevosmundosgemelos.Inevitablementeempezóaenfriarse:bajóa3milgrados, luego a 2mil, luego amil. Entonces comenzaron a formarse los primeroscristales.

Contarestashistoriassobrelasprimerasrocasterrestreseslaespecialidaddelospetrólogos experimentales, gente que inventa nuevas técnicas de laboratorio paracocinaryexprimir lasrocasconelobjetivodeimitar lascondicionesquereinanenlasprofundidadesdelaTierra.Labúsquedadelosorígenesdelasrocasenfrentadosretos técnicos. Primero tienes que controlar temperaturas increíblemente altas, de


miles de grados,muchomás altas que las que alcanza cualquier horno doméstico.Parahacerlo,loscientíficosfabricanbobinasdealambredeplatino,meticulosamenteespaciadas, por las cuales hacen pasar corrientes eléctricas muy intensas que lespermiten alcanzar temperaturas extremas. Lo más desafiante es que estastemperaturas tienen que aplicarse al tiempo que las muestras son sometidas apresionesbrutales,decenasocientosdemilesdevecesmayoresquelaatmosférica.Paraestaexigente tarea los investigadoresutilizan laayudadecilindroshidráulicosgigantesydeenormesprensasdetornillo.

Durantemásdeun siglo elLaboratorio deGeofísica del InstitutoCarnegie,mihogar científico, ha sido el centro de estas heroicas búsquedas de las verdadesprofundasdelaTierra.Duranteunbrevelapso,antesdequemurieraprematuramenteenunhospital,tuvelaoportunidaddetrabajarcodoacodoconHattenS.YoderJr.,unodelospionerosdelapetrologíaexperimentalyprincipalexpertomundialenlosorígenes del basalto.Yoder era un hombre imponente, dinámico, entusiasta ymuyatento, literalmente una encumbrada figura en su campo. Al haber servido comooficialnavaldurantelasegundaguerramundialestabaíntimamentefamiliarizadoconlos equipos metálicos gigantes. En la década de 1950 entró al Laboratorio deGeofísica y comenzó a usar cañones sobrantes y viejas corazas blindadas, todavíapintadasconelcolorgrisdelosbarcosdeguerra,paraconstruirellaboratoriodealtapresiónqueledaríaformanosóloasucarrerasinotambiénanuestracomprensióndelsueloquepisamos.

LapiezacentraldelartefactodeYodererauna«bomba»:unenormecilindrodeacero de 30 centímetros de diámetro, 50 de largo y una perforación de 2.5centímetrosdeancho.Unextremodelartilugioseconectabaaunaseriedebombasdegas, compresores e intensificadoresquepodíangenerarunas asombrosas12milatmósferasdepresióndegas—lapresiónqueexistea40kilómetrosdeprofundidadbajo la superficie de la Tierra— y, en caso de que el aparato alguna vez fallaracatastróficamente, una energía acumulada equivalente al poder explosivo de unabarra de dinamita.El otro extremode la bomba alojaba un arreglo demuestras derocade30centímetrosdelargoyunaenormetuercahexagonalde15centímetrosdediámetro. Para sellar el aparato ajustábamos la tuerca con una llave quemedía unmetrodelargoypesabadiezkilos.

LolindodelaparatodeHatYoderesquepodíamosllenartubitosdeoroconrocaspulverizadasymuestrasdeminerales,meterlosenuncalentadorcilíndricoyasegurartodo el arreglo dentro de la cámara de presión de la bomba. Subíamos la presión,encendíamoselcalentadoreléctricoylabombahacíaelrestodeltrabajo.Cadaciclopodíamos poner hasta seis tubitos de oro; cada corrida duraba desde unos cuantosminutos hasta algunos días. El genial invento de Hat Yoder estaba perfectamenteadaptado para estudiar cómo evolucionaron las rocas de la corteza y el mantosuperiordelaTierra.

LoqueencontraronHatYodery suscolegas fuequeunamezcla incandescente


ricaenlosseisgrandeselementoscomienzaasolidificarse,porlogeneral,cuandoseforman cristales de olivina, hechos de silicato demagnesio, almomento en que lamezcla se enfría por debajo de 1500 grados Celsius. Durante su periodo deenfriamiento tantoen laLunacomoen laTierracomenzaronacrecerenelmagmahermosos cristalitos verdes, como semillas microscópicas que luego alcanzaron eltamaño de balines, guisantes, uvas… Pero la olivina suele ser más densa que ellíquidoenelquecrece,asíqueesosprimeroscristalescomenzaronahundirse,másymás rápido conforme los cristales crecían más y más, y en las profundidades seacumularon enormes masas de cristales casi puros que formaron una espectacularrocaverdellamadadunita.HoyesraroencontrarestarocaenlaTierra;sóloapareceenlasuperficieenocasionesespeciales,cuandolosfenómenosqueledanformaalasmontañas —como las deformaciones del terreno o la erosión— exponen loscaracterísticoscúmulosdeolivinaqueseformaronenlasprofundidades.

Elhundimientoconstantedecristalesdeolivinaalterópocoapocolosmagmasque se enfriaban dentro de la Tierra y la Luna. Su composición cambió: fueronperdiendomagnesioy se concentraron cadavezmás el calcioy el aluminio.En laLuna, conforme seguía enfriándose el océano de magma, comenzó a formarse unsegundo mineral: la anortita, un feldespato hecho de aluminosilicato de calcio,comenzóacristalizarsejuntoalaolivinayaformarpálidosbloques.Adiferenciadelaolivina,laanortitaesmenosdensaqueellíquidoenelqueseforma,asíquetiendea flotar. En laLuna aparecieron enormes cantidades de anortita que flotaban en lasuperficie del océano de magma y que formaron una gran corteza de cadenasmontañosashechasdefeldespatoflotantequeseelevabanhastaseiskilómetrossobrelasuperficiefundida.Estasmasasblanco-grisáceas,quetodavíaocupan65porcientode la cara reflejante de la Luna, se llaman planicies lunares. Como se elevarondirectamenteapartirdelocéanodemagma,sonlasformacionesmásantiguasqueseconocen en la Luna. Las muestras del Apolo revelan que estas anortositas tancaracterísticasseencuentranenunrangodeedadesquevandesdelasmásjóvenes,de3900millonesdeaños,hastalasmásviejas,de4500millones,queseformaronmuypocodespuésdelGranImpacto.

En la Tierra, que tenía una composiciónmás húmeda, océanos demagmamásprofundos y, por lo tanto, temperaturas y presiones internas más altas, ocurrió unescenariounpocodiferente.EsposiblequesehayancristalizadopequeñascantidadesdeanortitaalpocotiempodeformadalaTierra,enentornossuperficialesyconpocapresión, pero era un mineral más bien secundario. Por el contrario, apareció enabundancia el piroxeno, rico en magnesio y el más común de los minerales decadenas de silicatos, y semezcló con la olivina para formar un grueso amasijo decristales.Así,enlasprimerasrocasdelaTierrapredominanlaolivinayelpiroxeno,queaparecenenunadurarocaverde-negruzcallamadaperidotita.Aloanchodelosprimeros 75 kilómetros del manto terrestre comenzaron a cristalizarse diferentesvariedades de peridotita; el proceso probablemente comenzó hace más de 4500


millonesdeañosysiguiódurantemuchoscientosdemillonesmás.Apesardesuabundanciaoriginal,laperidotitatambiénesrelativamenteraraen

lasuperficiede laTierraactual.Unescenariobastanteverosímildescribebalsasdeperidotita que se endurecieron y enfriaron para formar, temporalmente, la primerasuperficierígidadelaTierra.Peroalenfriarse,laperidotita,igualquesupredecesor,ladunita,sevolviómuchomásdensaqueelardienteocéanodemagmaapartirdelcual se formó.Alocurrir esto, la superficiedeperidotita se agrietó, se separóy sehundiódenuevodentrodelmanto,yconellodesplazómásmagmaqueseenfrióparaformarmásperidotita.Alolargodecientosdemillonesdeañoselmantomismosesolidificólentamentegraciasaestacintatransportadoradeperidotitaquefuncionóenlos 75 kilómetros de espesor del manto. La proporción de peridotita sólida seincrementó respecto a la de magma hasta que la parte superior del manto estabacompuestaensumayorparteporrocasólidadeolivina-piroxeno.

Elcorazóndelasunto

En las profundidades del manto, entre 75 y 300 kilómetros bajo la corteza, elenfriamientoy lacristalizacióndebenhaberocurridoen formasimilar,aunquemáslentamente. Todavía no conocemos bien los detalles del proceso—hace falta unanuevageneracióndeequiposdealtapresiónyaltatemperaturaqueseancapacesderesolver algunos problemas complejos— pero la separación de los cristales dellíquido mediante hundimiento y flotación probablemente desempeñó un papelimportante,igualqueenelentornodelasuperficie.

Muchodeloquesabemossobreesosmundosprofundosyocultosselodebemosa la ciencia de la sismología, el estudio de ondas de sonido que viajan por lasprofundidadesde laTierra.LaTierra repicacontinuamentecomounacampana: lasolas que revientan en las costas, los camiones que rugen en los caminos y lostemblores, grandes y pequeños, conspiran para sacudir la tierra y propagar ondassísmicas.Igualquelasondassonorasdentrodeuncañónestrecho,lasondassísmicasprovocanecoscuandochocancontraunasuperficie.LasondassísmicasrevelanqueelinteriordelaTierraesunsitiocomplejo,formadopormuchascapas.

EnelnivelanatómicomásbásicolaTierratienetrescapas:unacortezadelgadaypoco densa en la superficie, un manto espeso y denso en el medio y un núcleometálico, muy grueso y denso en el centro. Cada uno de esos dominios tiene suspropias capas. Elmanto, por ejemplo, se divide en tres subcapas: manto superior,zonadetransiciónymantoinferior.Elmantosuperior,dominadoporlaperidotita,seextiendeporunos300kilómetros;aesasprofundidadeslapresiónobligaalosátomosdelaolivinaaapretujarseenuncristaldesilicatomásdenso, llamadowadsleíta,elmaterialmás abundante en la zonade transicióndelmanto.Elmanto inferior, 250kilómetrosmásabajo,exhibeunconjuntoaúnmásdensodesilicatosdemagnesio.


Laspresionesenelmantoinferiorsontanaltas—cientosdemilesdevecesladelasuperficie—quelosenlacesdesilicio-oxígenoadoptanunarreglodeátomostodavíamásdensoyeficiente,llamadoperovskita.

Losestudiossísmicosdocumentanlanaturalezayelalcancedecadaunadeestascapasdelmanto,mineralógicamentediferentes,y revelanque las transicionesentreellas suelen ser limpias y ordenadas. Las superficies exactas de las transicionescambian ligeramente, de veinte a treinta kilómetros según el lugar —bajo loscontinentes o bajo los océanos, por ejemplo—, pero cada límite parece serrelativamente homogéneoy claro.La sismología ofrece evidencia que sugiere que,por el contrario, la frontera entre elmanto y el núcleo es una zona especialmentecomplicada,muy diferente de las claras transiciones entremanto ymanto. En unaprimera aproximación, la frontera núcleo-manto produce el eco fuerte que es deesperarse, pues el contraste de densidades entre el manto de silicato y el núcleometálicoestanextremoquecreaunabarrerafísicatannítidacomolaqueexisteentreel aire y el agua y refleja la señal sísmica más fuerte de las profundidades de laTierra.Hacemásdeunsigloesadivisiónfueunodelosprimerosrasgosocultosenlasprofundidadesdenuestroplanetaquedescubrieronlossismólogos.

Si la frontera fuera perfectamente lisa y regular produciría un reflejo sísmicoconcentrado, un ecoquequedaría registrado enun sismómetro comoun saltomuycaracterístico.Perolaseñalessísmicasquereflejalafronteranúcleo-mantosuelensercaóticas, extensas y fragmentadas. Allá abajo tienen que existir otras estructuras,como bultos irregulares o pilas de escombros. Los geofísicos, que no siempre secaracterizan por inventar términos muy llamativos, llaman a esta zona caótica ygranulosa lacapaD″(Ddobleprima). (Losastrofísicos,queacuñaron términos tanimaginativoscomoenanacafé,giganteroja,energíaoscurayagujeronegro llevanlasdeganareneljuegodelanomenclaturacientífica).

La complejidad de esta profunda capaD″ se desprende en parte del dramáticocontrastededensidadesentreelhierrometálicohomogéneodelnúcleoylavariedaddemineralesricosenoxígenodelmanto.Todoslosmineralesdelmantoflotanenelnúcleo denso como si fueran corchos sobre el agua, pero pueden tener densidadesmuydistintas.Enelocéanodemagmaprimordialalgunossilicatossehundíanyotrosflotaban; en consecuencia, se hundieron grandes trozos de los primeros sólidoscristalizados, atravesaron el manto y fueron a flotar como balsas sobre el núcleometálico.Algunossismólogosse imaginan«montañas»dequinientoskilómetrosdealto de pilas irregulares de minerales densos que descansan sobre la fronteranúcleo-manto,yallídesvíanenformacaóticalasseñalessísmicas.

Paranuestrasorpresa,enlafronteranúcleo-mantotambiénpuedenexistirgrandesestanques y charcos de silicatos líquidos inusualmente densos, tal vez ricos en loselementosaluminioycalcio,asícomounmontónde«elementosincompatibles»queparecenfaltarenlosinventariosdelascapasmásexterioresdelaTierra.Nopodemosestar seguros, pero los sismólogos hablan de profundas «zonas de velocidad


ultrabaja»en lacapaD″, justosobre lafronteranúcleo-manto,enlasquelasondassísmicas viajan aproximadamente 10 por ciento más despacio que en las rocasadyacentes. Estos profundos lagos y estanques líquidos también podrían ser lasoluciónalmolestoproblemadeloselementosperdidos:sólohayqueechartodosloselementosincompatiblesenlainaccesiblecapaD″,dondesequedaránrecluidosparasiempreenesaenigmáticayheterogéneazonadebasuramineralógica.

¿Yquéhaysobreelnúcleo?CuandolaTierraeramuyjovenyasehabíaformadounnúcleo,densoyricoenhierro,deunos3200kilómetrosdediámetro.Seguramentese encontraba completamente fundido (a diferencia de lo que pasa hoy, cuando elnúcleointernopareceserunabolasólidadecristalesdehierrode1200kilómetrosdediámetro).Las temperaturas en esa clara línea divisoria entre el núcleo y elmantopuedenhaberexcedidolos5milgradosCelsius,ylaspresionesdebenhabersidounmillóndevecesmayoresqueladenuestraatmósferamoderna.

Desdeelprincipioelnúcleocalientefueunazonadinámicayturbulenta,cruzadaporcorrientesdemetallíquido.Unaconsecuenciaimportantedeestascorrientesfueel nacimiento temprano del campo magnético de la Tierra, la magnetosfera, quefunciona como un enorme electroimán. Los campos magnéticos desvían lastrayectorias de las partículas cargadas eléctricamente, así que la magnetosferaterrestre sirvecomounaespeciedeescudoquebloqueaelconstantebombardeodeviento solar y rayos cósmicos; una barrera que tal vez es un requisito para losorígenesylasupervivenciadelosseresvivos.

El núcleo también es una fuente importante de energía calorífica que ayuda amantener la convecciónen elmanto.Aúnhoy, en zonasvolcánicas comoHawaiyYellowstone emergen columnas de magma ardiente que provienen de la fronteranúcleo-manto, a casi 3200 kilómetros de profundidad. Resulta llamativo que laubicaciónprecisadeestascolumnasenlasuperficiepuedeestardeterminadaporlatopografía de las profundidades. Las montañas de 480 kilómetros de altura queexistenenlacapaD″puedenactuarcomocobijastérmicasquecubrenelnúcleo,asíqueesposiblequelaszonascalientesseoriginenenlosvallesprofundosycalientesqueseencuentranentreestasextraordinariasmontañasocultas.

Basalto

En esencia, la historia de la evolución mineral consiste en una sucesiónpredeterminada de tipos de roca; cada etapa de formación mineral se siguelógicamentede la etapa anterior.Laprimera cortezadeperidotita de laTierra, quenaciódelmardemagmaprimordial,fueunaetapainfantil,críticaperofugaz.Cuandofinalmenteseenfrióyseendureció resultódemasiadodensaparapermaneceren lasuperficie,demodoquesehundióenlasprofundidadesdelatierra.Senecesitabaunaroca diferente,menos densa, para cubrir la superficie de la Tierra. Esa roca era el


basalto.Elbasaltonegroeslarocaquepredominaenlasuperficiedetodoslosplanetas

terrestres.ElexteriordeMercurio,cruzadopormúltiplescicatricesdeasteroides,escasi puro basalto. También la chamuscada y montañosa superficie de Venus y laerosionada superficie deMarte. Losmares oscuros de la Luna, que contrastan tanvívidamente con las planicies de anortosita, de color gris pálido, son los restosendurecidosdeenormes lagosbasálticosnegros.Yen laTierra70porcientode lasuperficie,incluyendoelsuelodetodoslosocéanos,seencuentrasobreunacostradebasaltosubyacente.

El basalto viene en una variedad de sabores, pero está compuestofundamentalmentepordosmineralesdesilicato.Unodeestosmineralesclaveeselfeldespato plagioclasa, sin duda el mineral con aluminio más importante en losplanetasylaslunasterrestres,yelmineralmáscomúnenlacorteza.DaveWones,miprofesordelMIT,unavezmesugirióquesimemostrabanunarocamisteriosaymepreguntabanquéerarespondierasiempre«plagioclasa»;acertaría90porcientodelasveces. El segundo ingredientemineralógico esencial del basalto es el piroxeno, lacadenadesilicatoscomúnquetambiénseencuentraenlaperidotita.Elpiroxenoesuno de un puñado de minerales comunes que pueden incorporar los seis grandeselementos(ytambiénmuchoselementosmenoscomunes).

Para entender los orígenesde la plagioclasay el piroxeno, los dos ingredientesmineralesesencialesdelbasalto,debemosconsiderarlosextrañoshábitosquetienenlas rocas al congelarse y fundirse.Hace 4500millones de años, cuando empezó aenfriarse el océano demagma de la Tierra, primero se formó la olivina, luego unpoquito de anortita y finalmente un montón de piroxeno. La roca de silicato demagnesio que resultó fue la peridotita, que dio forma a buena parte del mantosuperior. Conforme las masas de peridotita se formaban y se hundían, volvían acalentarseyafundirseparcialmente.

Nuestras experiencias cotidianas con las cosas que se funden sugieren que elcambiodesólidoalíquidoocurresiempreaunatemperaturaespecífica.ElhielodeaguasefundeacerogradosCelsius,laceradeveladomésticalohaceporahíde54grados,yelplomometálicodensoa327.Perolascosasnosontansencillasconlasrocas:lamayorpartenosefundeporcompletoaunamismatemperatura.Sicalientasperidotita a mil grados Celsius se derretirá la primera parte (más abundante si laperidotita es rica en agua y dióxido de carbono, que son más volátiles). Lacomposicióndeesasprimerasgotitasmicroscópicasesdramáticamentediferentealadelconjuntodelarocadeperidotita.Laprimeraparteenfundirsetienemuchomáscalcioyaluminio,unpoquitomásdehierroysilicioymuchomenosmagnesio.Ellíquido inicial también es mucho menos denso que la roca de peridotita que loalojaba.Enconsecuencia,sienelmantosefundeinclusouncincoporcientodelaperidotitaestogeneramuchomagmaqueseacumulaalolargodefronterasdegranomineral, se cuela en las fisuras y los recovecos y sube hacia la superficie, y


eventualmenteseconvierteenbasalto.Alolargodelosmilesdemillonesdeañosdehistoria de la Tierra la fundición parcial de la peridotita ha generado cientos demillonesdekilómetroscúbicosdemagmadebasalto.

El basalto fundido sube a la superficie de los planetas en dos formascomplementarias.LamásespectacularesatravésdeerupcionesvolcánicascomolasdeHawaieIslandia,queproducenferocesfuentesyríosdemagma.Estasdramáticaserupcionesocurrenporqueelaguayotrosvolátilesquesequedanatrapadosdentrodelos silicatos líquidos a altas presiones, a dos omás kilómetros de profundidad, setransformanviolentamenteengascuandoseencuentrancercade lasuperficie.Estevulcanismo explosivo puede arrojar ceniza y gases tóxicos hasta la estratosfera,lanzar «bombas» volcánicas tan grandes como un auto hasta un kilómetro a laredondayaplanartodoelpaisaje.

Estas erupciones de ceniza y lava basálticas pueden construir, capa por capa,montañasdemuchoskilómetrosdealturaycubrirderocanegramilesdekilómetroscuadrados.Este tipode lavay cenizabasáltica esdegrano extremadamente finoyricoenvidrio,puesellíquidoseenfríatanrápidoqueloscristalesnotienentiempodeformarse.Elresultadoesunacostraamorfadelavasolidificada.Algunosbasaltosdeolivinamuycaracterísticossóloocurrencuandolaperidotitasefundeparcialmentea profundidades relativamente bajas, de menos de treinta kilómetros, y contienenalgunosbrillantescristalesdeolivinaqueseformaronbajotierradurantelaprimeraetapa de solidificación de la lava. Estos cristalitos verdes adornan las que de otromodoseríanunasaburridasrocasnegras.

Senecesitamucha fuerzaexplosivaparaqueelmagmarompa lasuperficie,asíque una cantidad significativa delmagma basáltico nunca ve la luz del día. Estoslíquidosalrojovivosequedanatrapadosenlasprofundidadesdelatierra,dondeseenfrían más lentamente, forman cristales de feldespato y piroxeno de unos trescentímetros de largo con aspecto de listones y se convierten en rocas llamadasdiabasa o gabro. A veces el magma es inyectado en grietas casi verticales queaparecenenlasrocasbajolasuperficieparaformardiqueslisos.Silarocahuéspedessuaveyseerosiona,unosmillonesdeañosdespuéselresultadopuedeserunaparedde diabasa larga y recta que se parece extraordinariamente a un sitio arqueológicoderrumbado.Si,porelcontrario,elmagmaesinyectadoentrecapashorizontalesderocassedimentariaspuedeformarunagruesarepisa.LosacantiladosdelasPalisades,enel ríoHudson, fácilesdever ríoarribade laciudaddeNuevaYork,en laorillaoccidental del río, son resultado de una serie de repisas basálticas que se inclinanligeramentehacia eloestepara formar altiplanosparalelos (algunosde los terrenosmás carospara construir) en el nortedeNueva Jerseyy el surdeNuevaYork.Enotrasocasionesmásellíquidosedepositayseenfríaencámarasdemagmadeformairregularquepuedenformarseakilómetrosbajolasuperficieyqueenocasionesseextiendenporlargasdistancias.Perocualquieraqueseasugeometríafinal,ladiabasayelgabrosonexactamentecomoelbasalto.


TraslainevitableformacióndelacortezabasálticalaTierragozóporprimeravezde una superficie sólida y resistente capaz de flotar. Antes de que existiera estacorteza,cuandoelmagmaylaperidotitaeranlosúnicosquedefiníanlasuperficiedelplaneta,ningúnrasgotopográficopodíaelevarsedemasiadoporencimadelaalturamedia del planeta. La peridotita al rojo vivo no es lo suficientemente fuerte paracargar unamontaña.Pero el basalto, resistente y relativamentepocodenso, es otrahistoria.Ladensidadpromediodelbasaltoesmásde10porcientomenorqueladelaperidotita.Esoquieredecirqueunamasa flotantedebasaltodediezkilómetrosdeespesorseproyectaráunkilómetrosobreelocéanodemagma.Losconosvolcánicosseacumularíanrápidamenteyseelevaríanaúnmás,talveztreskilómetrossobreelpromedio. Así fue como la parchada superficie de la Tierra empezó a adquirir uncarácterpropio.

Unmundohostil

Desde el espacio—a una distancia segura, por ejemplo la de la joven Luna— lafachada basáltica de laTierra se veía de color negro profundo, surcada por grietascurvadasypuntosbrillantesenloslugaresenlosqueinmensosvolcanesrompíanlasuperficie con sus fuentes de lava. Los chorros de vapor grisáceo y cargado decenizas oscurecían algunos de los conos volcánicos más ricos en volátiles y susalrededores.

Imaginaqueviajasa4400millonesdeañosenelpasado,justoatiempoparaverlanuevasuperficienegradeesaTierrahadeana.Nopodríassobrevivirmuchotiempoen ese paisaje hostil y extraño. La superficie es bombardeada constantemente pormeteoros que rompen la delgada corteza negra y salpican de roca despedazada yburbujas demagma las planicies desiertas. Se elevan incontables conos volcánicosque crecen constantemente hasta alcanzar miles de metros de altura y de los quemananenormesfuentesdemagma,impulsadasporlafuerzaexplosivadelvaporydeotrosvolátilesqueunbuendíaseenfriaránlosuficienteparaformarlosocéanosylaatmósfera.No hay un solo rastro del oxígeno esencial para la vida. En estaTierraimplacable abundan compuestos sulfurosos y malolientes que atacan tu nariz, lasfumarolasardientesteescaldanlapielylosgasestóxicostequemanlosojos.Enunmundotanhostiltuagoníaseríadolorosaperobreve.

LaLunasiguealejándose,peroaúndesempeñaunpapelcrucialenlaformacióndelacorteza.SibienlasmareasderocaymagmaqueviajanporlaTierrasonmenosextremasquedurantelosprimerossiglostraselimpactodeTheia,siguenagrietandoy rompiendo la superficiede laTierra,yabren fisuraspor lasquemanamagmaalrojovivoqueimpidelaformacióndeunasuperficiesólida.Laincómodaproximidadde laLuna tambiénperpetúa la rotacióndelirantemente rápidade laTierra: todavíaexisten días de cinco horas, acompañados pormegatormentas y ultratornadosmás


severosquecualquieraqueseanunciehoyenelWeatherChannel.Perobajoestatorturadasuperficieyahabíacomenzadolainevitableevoluciónde

laTierracomounmundovivo.Elinterior,líquidoydinámico,comenzóasepararseen zonas con distintas composiciones,materiales que un día se convertirían en loscontinentesylacortezadelfondomarino,lasatmósferasylosocéanos,lasplantasylosanimales.Procesoscomoelcalentamiento,elenfriamientoylacristalización,laseparacióndecristalesporasentamientoyflotación,laacumulacióndeperidotitayelfundimientoparcialledieronformaalaTierra,desdesuinfanciahace4500millonesdeañoshastaeldíadehoy.

Las enormes reservas de calor interno de la Tierra, el tema central de estecapítulo,siguendesempeñandounpapelfundamentalenlatransformacióndenuestrohogar planetario. Actualmente, las manifestaciones más evidentes de este oscuroreinoardientesonlosvolcanes,consusferocesfuentesdemagmaysusríosderocafundida.Laserupcionesdelosgéiseresy losmanantiales termales tambiénsonunamuestradeloinfernalesquesonlascosasenesereinosubterráneo.Alolargodelos4567millonesdehistoriadelaTierraelcalorhaviajado, inevitablemente,desdeelcentroincandescentehacialafracturadacortezaydeahíalfríovacíodelespacio,ylasuperficie es la que ha pagado el precio. Golpeada por los efectos de la agitadaconveccióndelmanto,acentuadosasuvezporlaincesanteatraccióndelaLuna,lacortezahasidodobladaytorcida,plegadayagrietadacontinuamente.Loscontinenteshan viajado sin parar por el globo; se han desgarrado, chocado y rozado en lacontinuadanzadelasplacastectónicas,impulsadasiempreporelcalor.DurantecadadíadenuestrasvidaselcalorinternodelaTierratransformalasrocassobrelasquevivimos,reciclaelaguaquebebemosyalteraelairequerespiramos.

Gracias al calor, laTierra estabadestinada a ser, duranteun tiempo, unmundonegro,esmaltadoconunadelgadacapabasáltica.Peroesabrevefasejuvenilnopodíadurarmucho.Estabaapuntoderodearalmundounanuevacapaazulbrillantequenacióenelfondodelosvolcanes.



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Capítulo4

LaTierraazul

Laformacióndelosocéanos


La infanciade laTierra, susprimerosquinientosmillonesdeaños,másomenos,estánenvueltosenelmisterio.Lasrocasylosmineralesofrecenevidenciastangiblesde casi todo el agitado pasado de nuestro planeta, pero sobreviven pocas rocas ominerales del antiguo tiempo hadeano. Y por lo tanto, cualquier relato delenfriamientodelaTierraylaformacióndelosmaressobresunegrasuperficiedebeestarbasadoenespeculacionesinformadasporexperimentos,modelosycálculos.Yaunasísiemprenosquedaremosconalgunasdudas.

Eso no es malo. Lo que hace que cada nuevo día en el laboratorio resulteemocionantees todo loqueno sabemosy laposibilidaddiariadedescubrir algunapequeñapistaquenosacerquea laverdad.Aúnmás tentadoraes laposibilidaddedescubrir aspectos del mundo natural «que no sabíamos que no sabemos», esosdescubrimientos que no hacen más que profundizar los misterios[*]. Estas nuevasformasdehacerpreguntas—«¿cómoevolucionan losminerales?»,porejemplo,envez de simplemente «¿cuáles son sus propiedades químicas y físicas?»— abren elcaminoalosdescubrimientos.

Es importante realizar un inventario de las cosas que no sabemos. Todas lasevidenciasapuntanaquelaLunaseformótrasunimpactodeenormesdimensiones,pero no podemos decir con exactitud cuándo ocurrió la colisión, ni conocer losdetalles de la trayectoria final de Theia. Podemos imaginar que tras ese colosal


impacto cayó una lluvia torrencial de silicatos incandescentes sobre los torturadosocéanosdemagmadelaTierra,peroladuraciónylavelocidadalaqueseenfrióestemundosupercalentadosoninciertos,yserántemadedebatedurantemuchasdécadasporvenir.IgualmenteinciertassonlaproximidadylavelocidaddealejamientodelaLuna,aunquesondatosfundamentalesparaentenderladinámicaylaevolucióndelajovenTierra.Nadie sabe cuándo se formaron los primeros océanos, ni cómo eran.Peroseformaron,ylahistoriaquesigueestábasadaenlasevidenciasquetenemos,yeslamejorquepodemoscontarporelmomento.

LaTierra negra no seguiría siendo negra pormucho tiempo. El vulcanismo deescalaglobalarrojónitrógeno,dióxidodecarbono,compuestos tóxicosdeazufreyvapordeaguaardientesalaatmósfera,cadavezmásespesa,aunritmodemilesdemillonesdetoneladasaldía.Estoselementosycompuestosvolátiles—exactamentelas mismas moléculas que formaron los diferentes tipos de hielo de la antiguanebulosa,losmismísimosátomosqueestásrespirandoyqueconstituyencadaunodeloscomplejostejidosdetucuerpo—desempeñarondiversospapelesenlaTierra,queevolucionabaagranvelocidad.Cuandoelaguacalientesemezclóconlosmagmasderocahizodescendersuspuntosdefusiónylosconvirtióenunasopasupercalentadaqueseelevóalasuperficie.Alacercarsealasuperficielosgasesdisueltosenlasopamagmática,queseencontrabanenestadolíquido,seexpandieronviolentamenteparaproducir gigantescas explosiones volcánicas, parecidas a lo que ocurre cuando elcontenidodeunrefrescomuyagitadoexplotadentrodelalata.Algunosfluidosricosen agua también se disolvieron y concentraron elementos raros—berilio, zirconio,plata, cloro,boro,uranio, litio, selenio,oroymuchosmás—queeventualmente seconvertirían en los grandes yacimientosminerales de la corteza terrestre, cada vezmásdiversificada.Enelcaosdelasuperficielosríosfuriososylasolasviolentasseconvirtieronenlosagentesprincipalesdelaerosióndelaroca,delaformacióndelasprimerasplayasdearenadelaTierraydelaacumulacióndesedimentoscercadelasorillas. En resumen, el agua se convirtió en el principal arquitecto de la superficiesólidadelaTierra.

Concentrarse en losocéanosyen la atmósfera revelaunaperspectivamásbienantropocéntrica, pues estos fluidos son componentes insignificantes del planeta.Actualmente losocéanos apenas representan0.02por cientode lamasa total de laTierra,ylaatmósferanollegamásqueaunamillonésimaparte.Ysinembargo,losocéanosylaatmósferahanejercidounainfluenciadesproporcionadamentegrandeenlaformacióndelaTierratalcomolaconocemos,ysiguenhaciéndolo.

EntreloscomponentesgaseososdelaTierrahaycuatroprotagonistasprincipales:elnitrógeno,elcarbono,elazufreyelagua.Todosestosingredientesseproducenenabundancia dentro de las estrellas más grandes, todos se dispersan durante lasexplosiones de supernovas y todos se concentraron en losmeteoritos de condritasricasencarbonomásprimitivos,demásde4560millonesdeañosdeedad.

La composición promedio de losmeteoritos de condritas se parece enmuchos


sentidosaladelaTierraactual.Losseisgrandeselementosdelosquehablamosenelcapítulo 3 (oxígeno, silicio, aluminio,magnesio, calcio y hierro) se encuentran enproporciones notablemente parecidas, y lo mismo ocurre con muchos elementosmenoscomunes.Peroinclusounexamenrápidodeestosfascinantesobjetosantiguosrevela que buena parte del inventario original de compuestos volátiles de laTierraestáausentehoydenuestroplaneta.Lascondritasmásprimitivastienenenpromediomásdetresporcientodecarbón,perotodaslasreservasdecarbónconocidasenlaTierrasumanapenas0.1porciento.Lomismoocurreconel agua: el contenidodeaguadelascondritasesmuchomayorqueelpromediodelaTierra, talvezinclusocien veces más. Estas enormes disparidades en la composición de ambos objetosindicanunpasadocaóticoyviolento.Lamayorpartedeloscompuestosvolátilesdela Tierra deben haberse perdido en el espacio o se encuentran profundamenteenterrados,dondenopodemosobtenermuestras.

La clave para entender la transformación de la Tierra, de una roca negra ymaltrecha a un planeta azul, tibio y habitable, se encuentra en la historia de susvolátiles peripatéticos. Pero ningún compuesto sobrevivió intacto a los primerosquinientosmillonesdeañosdelaTierra.Casitodoelnitrógenoyelcarbono,ytodoelazufreyelagua,sehanrecicladoincontablesmilesdeveces,ylosmismosátomoshansidousadosunayotravez.Losmeteoritosdecondritasnosofrecenunpuntodepartidacuantitativoparacomenzarnuestrasconjeturas;laspocasmuestrasderocasymineralesconquecontamosdelosprimerosmillonesdeañosdelaTierra,asícomolosdatosdelaLunaydeotrosobjetosdelsistemasolar,sirvenparainformarnuestrasespeculaciones.Ydelmismomodoqueparacomprenderlaevolucióndelmantoylacorteza durante los primeros cientos demillones de años de laTierra, así como laformación de estrellas mucho antes que eso, la clave para construir un escenarioviableesconocerlascaracterísticasinmutablesdeloselementosencuestión,enestecasolaspropiedadesfísicasyquímicasdelosvolátilesnitrógeno,carbono,azufreyagua.

Elnitrógenoes elmás fácil demanejarde estos cuatro ingredientes.Esungasquímicamenteinertequeformapocosminerales,casinodesempeñaningúnpapelenlaformacióndelasrocasytiendeaconcentrarseenlaatmósfera.Dehecho,elciclodelnitrógenonotuvomuchoefectoenlascapassuperficialesdelaTierrasinohastala aparición de la vida. El carbono y el azufre también se volverían mucho másimportantesmil o dosmilmillones de años después de la formación de la Tierra,cuando la vida y una atmósfera rica en oxígeno transformaron el reino de lasuperficie.Peroelcuartoingrediente,elagua,hasidofundamentalenlahistoriadelaTierradesdeelprincipio.

Elagua:unabrevesemblanza

Los diversos papeles geológicos que desempeña el agua se deben a las singulares


propiedadesquímicasdelóxidodehidrógeno.Recuerdaqueelhidrógenoeselprimerelementoyeloxígenoeseloctavo;ningunodeellostieneelnúmeromágicode2o10electrones.Cadaátomodeoxígenoaceptordeelectronesbuscadoselectronesmásparaalcanzarelnúmeromágico10,ycadaátomodehidrógenoconunelectrónparacompartirquiereunomás.Elresultadomolecularesunaproporcióndedosaunodehidrógeno y oxígeno: H2O. Los átomos que forman esta unidad compacta seacomodanen formadeV:eloxígeno,másgrande, está enel centro,y a cada ladotienedosprotuberanciasdehidrógeno,unpococomolasorejasdeMickeyMouse.Elátomo de oxígeno, que ha tomado prestados electrones de los dos átomos dehidrógeno, adquiere una carga eléctrica ligeramente negativa, mientras que cadaátomo de hidrógeno es proporcionalmente positivo. El resultado es una moléculapolar,conpartesopuestasquetienencargaseléctricaspositivasynegativas(lasorejasyelhocicodeMickey,respectivamente).

Esta polaridad de las moléculas de agua es la responsable de muchas de suspropiedadescaracterísticas.Elaguapolaresunsupersolvente,porquesusextremospositivoynegativoejercenfuerzaspoderosasquepuedendesarmarotrasmoléculas.Espor elloque la sal demesa, el azúcarymuchosotros ingredientes sedisuelvenrápidamenteenagua.Alamayorpartedelasrocaslestomaunpocomásdisolverse,peroalolargodemillonesdeañoslosocéanossehanvueltoricosencasitodosloselementos químicos. (En consecuencia, cada kilómetro cúbico de agua de marcontieneunoscientoquincekilogramosdeoro,quevaldríanmásdediezmillonesdedólares al considerable precio reciente del oro… si tuviéramos la tecnología paraextraerlo).Estahabilidadúnicadelaguaparadisolvery transportarotrassustanciastambiénlaconvierteenunmedioidealparaelorigenylaevolucióndelavida.TodalavidaenlaTierra,ytalveztodalavidadelcosmos,dependedelagua.

Lapolaridaddelasmoléculasdeaguaocasionaqueseenlacenfuertementeunasconotras:lapartepositivadeunamoléculaatraelaspartesnegativasdeotras.Esporesoqueelhieloesunsólidomolecularinusualmentefuerte(cosaquenuncaolvidarássi te has puesto una buena caída al patinar sobre hielo). Estos enlacesintramolecularesinusualmentefuertestambiénledanalaguaunatensiónsuperficialparticularmentealta,unapropiedadfascinantequelepermitealosinsectospequeñoscaminar, literalmente, sobre el agua. La tensión superficial también da lugar a laaccióncapilar,queprovocaqueelaguasubaporlostallosdelasplantasvascularesypermite que los árboles alcancen cientos de metros de altura. Las gotas de agua,redondeadas por la fuerte atracción mutua de las moléculas de agua, es otramanifestación de la tensión superficial, y un eslabón vital para mantener elinusualmenterápidociclodelaguaenlaTierra.Lasmoléculasvolátilesnopolares,comoelmetanoyeldióxidodecarbono,nopuedenformarestasgotitas:sólopuedenflotarenlaatmósferaenformadeunapenetranteneblinaultrafina,asíquela«lluvia»seríaunfenómenodesconocidoenunplanetadominadoporestosgasesatmosféricos.


Los enlaces fuertes entre lasmoléculas son la causadeotrade las propiedadesmás curiosas e importantes del agua: el agua líquida es aproximadamente 10 porcientomásdensaqueelhielosólido.Encasitodosloscompuestosquímicosqueseconocen el sólido se hunde en su líquido, una situación que resulta intuitivamentelógica, pues en los sólidos las moléculas están dispuestas en patrones regulares yrepetidos, en contraste con los líquidos, en los que están distribuidas en formaarbitraria.Piensaqueescomoguardarcajasdezapatosenlabodegadeunazapatería.Las pilas ordenadas de cajas (como moléculas perfectamente alineadas en unaestructuracristalinasólida)ocupanmuchomenosespacioqueunapiladesordenada(como lasmoléculas que chocan caóticamente en un líquido). Pero en el agua lasmoléculasseordenandeformamáseficienteensuestado líquidoarbitrarioqueenlosordenadoscristalesdehielo.

Laconsecuenciarelevanteesqueelhielo,yaseaenuncubitodentrodetubebida,en formadecapasobreunríoounarroyocongelado,oenun iceberg, flota.Sinofueraporestainsólitacaracterísticamuchoscuerposdeaguasecongelaríanenbloqueen vez de formar una gruesa capa protectora de hielo durante el invierno. En unmundo en el que el hielo se congelara por completo la vida acuática enfrentaríariesgos muy serios y el vital ciclo del agua se detendría casi por completo.Curiosamente,elmismofenómenoesunodevariosfactoresquepermitenesquiarypatinar sobre hielo.La presión que ejerce la cuchilla de tus patines al presionar elhielosólidoayudaaproducirunadelgadacapadeagualíquida,másdensa,sobrelaquepuedesdeslizarte.Silatemperaturadesciendemucho,engeneralpordebajode–73gradosCelsius,noseformaestacapadeagualubricanteypatinaryesquiarsevuelvemuchomásdifícil.

Ysinembargo,otracaracterísticadistintivadelagua«pura»essufaltadepureza.No importa qué tan cuidadosamente se filtre o se destile, el agua nunca estácompuestaporcompletodemoléculasdeH2O.Esinevitablequeunapequeñapartede esas unidades compuestas por tres átomos se desprendan para formar iones dehidrógenopositivamente cargados (hidroneso ionesH+,quedehechono son sinoprotones individuales con carga positiva y sin ningún electrón) y grupos hidroxilonegativamente cargados (iones OH-). Los hidrones se aferran rápidamente a lasmoléculas de agua para producir iones de hidronio H3O+. Lo que llamamos aguapura a temperatura ambiente contiene cantidades iguales de hidronio positivo ygrupos hidroxilo negativos, en una concentración que equivale a un pH de 7 (un«potencial hidrógeno» de 10-7 moles de grupos hidronio por litro, en términosquímicos).

Uno de los temas sobre los que se especula respecto a los primeros océanosterrestres es su pH y su contenido de sal. El agua disuelve fácilmente muchasimpurezas, algunas de las cuales están positivamente cargadas, como los iones desodio(Na+) o de calcio (Ca2+), y otras negativamente cargadas, como los ionesde


cloro (Cl-) o carbonato (CO32–). Como regla general, la carga eléctrica total de

cualquiersolucióndeaguaengrandesvolúmenesdebesercero:elnúmero totaldecargaspositivasdebeestarequilibradoporunnúmeroigualdecargasnegativas.Enelagua pura a temperatura ambiente, 10-7 moles de H3O+ están perfectamenteequilibradospor10-7molesdeOH–.Enlosácidos,sinembargo,elexcesodeH3O+debeequilibrar ionesnegativos(comoelcloroenelácidoclorhídrico,HCl).Enlasbases, el excesodeOH–debe equilibrar ionespositivos (comoel sodio en la basehidróxidodesodio,NaOH).

LafuerzadelosácidosylasbasessemideenlaescalapH.LosvaloresbajosdepH indican soluciones ácidas, con más iones H3O+ que OH–. Una soluciónligeramente ácida con un pH 6 (típico del agua de la llave sin tratar en muchoslugares) tienediezvecesmásionesdehidronioqueunasoluciónneutralconpH7.Algunos líquidosmásácidos incluyenelcafé(pH5,concienvecesmásH3O+),elvinagre(pH3,condiezmilvecesmásH3O+)yeljugodelimón(pH2,concienmilvecesmásH3O+).Lasbases,porelcontrario,sonlíquidosconmásOH–queH3O+,yporlotantoconvaloresdepHmásaltosque7.Algunasbasescomunesincluyenelbicarbonatodesodio(pH8.5),lalechedemagnesia(unantiácidopopularconpH10)yloslimpiadorescaserosconamoniaco(pH12).Comoveremosmásadelante,elpHylasalinidaddelosprimerosocéanosterrestressiguensiendountemaquesediscuteapasionadamente.

Agua,aguaportodoslados

Elaguaesunadelassustanciasquímicasmásabundantesdelcosmos.Mientrasmásbuscamosmáslaencontramos,ysupresenciaenotrosplanetas,lunasycometasnosofrece pistas sobre su abundancia aquí en la Tierra, así como sobre la posibledistribucióneneluniversodeformasdevidabasadasenelagua.Lasobservacionespormediode telescopiospuedenresultarengañosas,puesnuestraatmósferaricaenaguatiendeaocultartodoslosdepósitosdeH2Oenlasfuenteslejanas,conexcepcióndelasmásconcentradas.Apesardeesto,sabemosquealgunosobjetosenelespacioprofundo tienen una superficie helada, gracias a la forma característica en queabsorbenlaradiacióninfrarroja.

Estas huellas espectroscópicas revelan que algunos cometas y asteroidescontienen cantidades significativas de agua congelada. Los astrónomos handocumentadomuchosmundos helados en nuestro sistema solar, desde Plutón y sulunacompañera,Caronte,hastalosluminososanilloscongeladosdeSaturno.Sibientodoslosplanetasgaseososgigantesestáncompuestosprincipalmenteporhidrógenoyhelio,susdensasatmósferascontienencantidadesimportantesdevapordeagua.Yse cree queEuropa yCalisto, las grandes lunas de Júpiter, están cubiertas por una


capadehielodealgunoskilómetrosdeespesorqueflotansobreprofundosocéanosdeagua.

A primera vista los otros planetas terrestres, más cerca de casa, parecen serbastantesecos.MercurioestátancercadelSolquecualquieraguaquehayaexistidocercadelasuperficieseevaporóhacemucho,asíqueesteplaneta,elmáscalientedetodos, también es el más deshidratado. Venus, el planeta que sigue, puede habertenidoensusiniciosunadotacióndeaguaparecidaaladelaTierra,perohoyparececarecer casi totalmente deH2O cerca de la superficie. Su gruesa y sobrecalentadaatmósferadedióxidodecarbononoshabladeunefectoinvernaderodesbocadoydeuna antigua pérdida de la poca agua superficial que pueda haber tenido cuando seformó.

Marte,consuscasquetespolaresdehieloqueseexpandenyseencogenalritmodelciclomarcianodelasestaciones,de687díasdeduración,esotrahistoria.Durantemuchotiempolosastrónomoshanespeculadoqueelplanetarojopuedeserunmundohúmedo y vivo. En la década de 1870, cuando la órbita de Marte se encontróparticularmente cerca de la Tierra, el astrónomo italiano Giovanni Schiaparellidocumentó líneasnegrasoscurasque interpretócomocanalesnaturalespor losqueposiblementefluíaelagua,esdecircanali,enitaliano.Luegolatraducciónalinglésdeestadescripciónoriginallasllamóporerrorcanals,queeneseidiomaimplicanlaidea de estructuras de alta tecnología, y cobró vida la idea de una extinta razamarciana inteligente. El más notable de estos entusiastas de Marte fue PercivalLowell,elastrónomodeHarvardqueen1890seobsesionóconlosdescubrimientosde Schiaparelli. Lowell usó el dinero de su familia para construir un observatorioprivadoenFlagstaff,Arizona,dondeseentregóalestudiodeMarte.Armadodeuntelescopioúltimomodelode24pulgadaspensóquepodríaver,bajolosclaroscielosde Arizona, una gran red de canales que se extenderían desde los polos,presumiblemente cubiertos de hielo, hasta el seco Ecuador. En sus exitosos librosMars(Marte,1895),Marsanditscanals(Marteysuscanales,1905)yMarsastheabodeoflife(Martecomoelhogardelavida,1908)Lowelldescribelaúltimaobramaestratecnológicadeunarazaextintaacausadelafaltadeagua.

Las vistosas imágenes de Lowell alimentaron una ola de cuentos y novelas deciencia ficción (entre ellas el clásico deH. G.WellsLa guerra de losmundos, de1898),peronosirvieronparaconvencera lacomunidadcientíficadequeenMartehay agua, y mucho menos vida. Tras más de un siglo de estudiar Marte contelescopios más y más grandes, y de un frenesí de sofisticadas misiones dereconocimiento(laprimeradelascualesfueelMariner9,en1971)ydeaterrizajes(comenzandoconelViking en 1976), no se habían obtenidopruebas definitivas dequeenMarteexistierancuerposdeaguaodecuálerasuextensión.Afinalesde ladécadade1970lasmisionesVikingfinalmentedocumentaronenformainequívocalapresenciadehielodeaguaenlaregiónpolardelnortedeMartemediantemedicionesespectrales, pero sólo a partir del año 2000, y con ayuda de un arsenal de


instrumentosabordodelaúltimageneracióndesatélites,asícomodeinstrumentosdeexcavaciónenlasondaPhoenixylosroversSpirityOpportunity,sehareveladolaverdaderacantidaddeaguaenMarteylanaturalezadesusdepósitos.

Actualmente la mayor parte del agua de Marte se encuentra en forma depermafrost bajo la superficie, y posiblemente como agua corriente en zonas másprofundasytibias,talvezinclusoenenormesdepósitosquepermanecenocultosporla seca capa exterior. En 2002 la nave Mars Odyssey, que llevaba consigo unsofisticadoespectrómetrodeneutrones,encontróalgunaspistassobrelaextensióndeestaaguabajolasuperficie.CuandolosrayoscósmicosbombardeanlasuperficiedeMarte pueden desprender neutrones de depósitos ricos en hidrógeno (es decir, quecontienenagua).Elespectrómetroestabadiseñadoparadetectarestosneutronesqueemanandeunaampliafranjadesuperficiemarciana,desdeelEcuadorhastalatitudesmás altas. Sin embargo, estos fascinantes resultados provocaron tantas preguntascomo respuestas, porque no se pudo determinar si el agua se encontraba en formalíquida,sólidaoasociadaconminerales.

En 2007 elMars Reconnaissance Orbiter de la NASA, con ayuda de un radarcapazdepenetrarelsuelo,nosproporcionóunaimagendemuchamayorresoluciónde esta agua escondida. Dichas mediciones pioneras detectaron acumulaciones dehielo tan grandes comoglaciares en las latitudes del centro y sur del planeta.Másrecientemente el Mars Express Orbiter de la Agencia Espacial Europea usó unsistemaderadarparecidoparadetectarhieloocultoagranprofundidadalolargodeunaanchafranjadelplaneta.Algunasáreascercanasalpolosurrevelarontenerzonasricas enhielodemásde ciento cincuentakilómetrosdeprofundidad.Dehecho, esposiblequeMartecontengabajolasuperficieunacantidaddehieloequivalenteaunocéanoquecubraelplanetaenteroydecientosdemetrosdeprofundidad.Asíquelosocéanosterrestrespudieronhabertenidoalgunavezunprimomarciano.

El agua también puede detectarse a partir de la presencia de rocas ymineralescaracterísticos.EllanderPhoenixylosintrépidosroversSpirityOpportunity,lostresde la NASA, encontraron muchas pruebas complementarias de minerales que seformaronmediante interacciones entre el aguay las rocas.Resultaque las arcillas,minerales ricos en agua, son un fenómeno corriente en el ambiente superficialmarciano,yesposiblequerepresentenbuenapartedelmaterialricoenhidrógenoquelos detectores de neutrones observaron unos años antes. También son comunes lasevaporitas, minerales característicos de los lagos secos, así como el ópalo, unavariedaddelcuarzomalcristalizadoquesueleformarseenlossedimentoshúmedosdelfondodelosocéanos.

Cadavezqueloscientíficosplanetariosestudianelplanetarojoconnuevosojosencuentranmás evidencias de que por la sinuosa superficiemarciana un día fluyóagua líquida.Las fotografías de alta resolución revelan antiguos valles y barrancasfluviales salpicadas de peñascos, islas con forma de gota, depresiones y pequeñoscanales entrecruzados. Estos accidentes geográficos corren a través de sedimentos


queparecenhabersidodepositadosenlagosomarespocosprofundos.Ydehecho,las terrazas que rodean el hemisferio norte deMarte, parecidas a las de las playasterrestres, implican que los océanos boreales pudieron haber cubierto en algúnmomentomásdeunatercerapartedelasuperficiemarciana.EseMarte,másfrescoque el actual, podría haber sido entonces, muchos millones de años antes que laTierra,unplanetaazulfavorableparalavida.

YluegotenemosalaLuna,unelementoclaveparaentenderlahistoriadelaguaen laTierra, su compañera.La creenciapopular esque laLunaestá seca comounhueso(dehechomássecaqueunhueso,queconservaunacantidadsignificativadeagua incluso cuando está expuesto al sol del desierto). Hay muchas líneas deinvestigaciónqueapuntanaquedehechoesasídeárida:lostelescopiosterrestresnomuestranlaabsorcióninfrarrojacaracterísticadelagua,lasrocaslunaresrecolectadasenlosseisalunizajesdelApolonoconteníanrastrosdetectablesdeestecompuesto(almenossegúnlosestándaresanalíticosde1970)yelhallazgodehierrometálicosinoxidarse tras cuatro mil millones de años en la superficie lunar parece descartarinclusounacantidadínfimadeaguacorrosiva.

Locuriosodelacreenciapopularesqueeventualmentealguienlaponeendudayde vez en cuando encuentra cosas realmente interesantes. En 1994 un únicosobrevuelo de la misión Clementine obtuvo mediciones de radar que resultabanconsistentes con hielo de agua, aunque a muchos científicos no les pareció muyconvincente. Cuatro años después el Lunar Prospector empleó espectroscopía deneutronesparadetectarunaconcentraciónimportantedeátomosdehidrógeno,yporlo tanto posible hielo de agua ominerales que contienen agua, cerca de los poloslunares.Aúnentoncesmuchosexpertosseñalaronqueunafuentemásprobableparala señal eran iones de hidrógeno arrastrados hasta allí por el viento solar. Pero enoctubre de 2009 laNASA hizo chocar la etapa superior del coheteAtlas en uno deestoscráteres(elcráterCabeus,cercadelpolosurdelaLuna)yanalizólacolumnadedesechosque levantóel impactoenbuscade señalesdeH2O.Yallí estaban: lalluviadepolvoincluíaunacantidadpequeñaperosignificativadelcompuestovital,suficientepararenovarelinterésenelagualunarysusposiblesorígenes.EsemismomesaparecieronenSciencetresartículosseguidosqueestablecíanquelasevidenciasdeaguaenlaLunahoysonincontrovertibles.

AquíesdondeentranErikHauriysuscolegasdelInstitutoCarnegie.Conayudadeunamicrosonda iónica—un instrumentomuy sensiblequeno existía cuando laprimera generación de científicos estudió las muestras del Apolo— el equipo deHaurivolvióaexaminarcuentasdevidriodecolorescomolasqueestudiédurantemiprimertrabajodegeología,allápor1976,cuandomededicabaaencontrarpartículaslunares.Otroscientíficoshabíanbuscadorastrosdeaguaenesascuentasendécadaspasadas, pero sus habilidades de detección no podían competir con las de lamicrosondade iones,capazde tomarmedicionesenescalasdeunamillonésimadepulgada.Hauri y sus colegas pulieron varias cuentas de vidrio para que los cortes


transversalesredondeadospudieranverseenlasondadeiones.Losbordesexterioresdelascuentasresultaronsermuysecos,conapenasunascuantaspartesdeaguapormillón, pero los núcleos de las cuentas más grandes tienen hasta cien partes pormillón.Alolargodemilesdemillonesdeañoscasitodaelaguadelascuentassehaevaporado, más la de las orillas que la del núcleo. Sin embargo, con base en laimportante cantidad de agua que queda dentro de las cuentas,Hauri y sus colegascalcularon que el contenido original de agua en elmagma lunar puede haber sidohasta de 750 partes por millón, bastante agua en comparación con muchas rocasvolcánicas de la Tierra, y más que suficiente para provocar en la superficie unvulcanismo que habría dispersado el magma mediante erupciones explosivas hacemilesdemillonesdeaños.

Si hubo suficiente agua para alimentar los volcanes del pasado lunar aún debeexistirmuchamás,encerradaenalgúnpuntodelheladointeriordelaLuna.Ycomola Luna se formó principalmente a partir del impacto de Theia, que excavóprofundamente en elmanto original de la Tierra, esmuy probable que también elinteriordenuestroplanetacontengacantidadesprodigiosasdeaguainvisible.

Elciclodelaguavisible

PormásaguaqueterminemosencontrandoenMarteoenlaLuna(yparecequehaymucha)laTierrasiguesiendoelúnicomundoacuáticodelsistemasolar.Lahistoriadel agua terrestre—cuánta hay, qué formas adopta, dónde se encuentra y cómo semueve—esbastantecomplicada.Hastahacepoco,porahídeladécadade1990,sepensabaquelosocéanoseranlosmayoresdepósitosdeaguayqueconteníancercade96porcientodelinventarioaccesibledelaguadelaTierra.Loscasquetespolaresylosglaciares,quecontienenhoytresporcientodelaguadelplaneta(ytalveznomásdecincooseisporcientoinclusoenlasépocasdemayoravancedelhielo,durantelasglaciaciones),quedanenunlejanosegundolugar.Elaguasubterránea(todaelH2Oqueseencuentrabajolasuperficie,tantoenacuíferosbiendefinidoscomoenrocasdispersas) representa uno por ciento, mientras que todos los lagos, ríos, arroyos,estanquesy laatmósfera juntosno integranmásqueunadiezmilésimapartede lossuministrosdeaguacercadelasuperficiedelaTierra.

Todaestaaguaestá enpermanentemovimientoycambiadeun lugaraotroenunaescalaquevadedíasamillonesdeaños.Elciclodelagua,tandinámicocomoindispensablepara lavida, representa la fuentemás evidentede cambio ennuestrosiemprecambianteplaneta.Imagínatetodoslosposiblespaseosdeunasolamoléculadeagua,hechaporciertodeunátomodeoxígenoydosátomosdehidrógenoquehanexistido pormiles demillones de años.Comencemos con unamolécula dentro delpoderosoocéanoPacífico,dondelamayorpartedelasmoléculasdelasuperficiedelaTierrapasancasitodosutiempo.Unenormeríooceánicodeaguafría,lacorriente


deCalifornia, barre con lamolécula y la lleva desde las inmediaciones deAlaskahacialacostadeCalifornia;deahíllegaaBajaCaliforniaydespuésalEcuador.Allíel agua se calienta y asciende, la molécula alcanza la superficie del océano ycomienzaunviajeépico,ensentidocontrarioalasmanecillasdelreloj,alrededordelPacíficonorte.PrimerotomalacorrienteecuatorialdelnortequefluyehaciaeloesteygiraalpasarporJapón;luegoseincorporaalacorrientedelPacíficonorte,quelalleva hacia Norteamérica. Cuando nuestra molécula vuelve a pasar cerca deCaliforniaseacercaa lasuperficieyseevaporaen laatmósfera,dondeunasnubesestánempezandoaformarse.

Losvientosdominantesempujanlagruesamasadenubesdelluviahaciaeleste,através del desierto del suroeste de Estados Unidos y hasta el terreno alto de lasMontañasRocallosas.Lasnubesseelevanaalturasmayoresymásfrías,ycomienzaallover.EnalgúnmomentonuestramoléculabajaalaTierracomopartedeunagotadelluvia;sigueuncaminitosinuosohastaencontrarunriachuelo,luegounarroyo,untorrente y finalmente un río crecido que se desborda de sus orillas. Hasta estemomentolosmovimientosdelapartículadeaguahansidomásbienrápidos:unoodosañosparadarlevueltaatodoelocéanoPacífico,unoodosdíasenlasnubesyenformade lluvia,másomenosunasemanaensucaminoporel terrenomontañoso.Pero ahora que penetró profundamente en la tierra y se mezcló con un enormeacuíferooculto,lamoléculapuedepasarmuchosmilesdeañosvagandoporelreinosubterráneo.

Aquí es donde las actividades humanas alteran el viejo ritmo natural, pues lasgranjas, siempre sedientas, bombean inmensas cantidades de agua profunda paramantenerlaagriculturaenelsudoestesemiárido.Losacuíferossonasídespojadosdesuaguaaunritmoimposibledesostener,yseestánsecando.Nuestramoléculasufreestedestinoyvuelveasalira lasuperficie,ahorasobreunmaizalenTexas,donderápidamenteseevaporadenuevoenuncielosinnubesycontinúasuviajehaciaeleste.

Ésteesunciclosinfin.Algunasmoléculasseseparantemporalmenteenionesdehidronioehidroxilo,sólopararecombinarseennuevasmoléculasdeaguaconnuevoscompañeros atómicos. Otras moléculas se congelan en el grueso hielo antártico ypermanecen encerradas allí durante millones de años. Algunas más experimentanreaccionesquímicasparaformarpartedemineralesarcillososdelsuelo.

Lavidatambiénsehaconvertidoenparteintegraldelciclodelagua.Lasplantasatrapanmoléculasdeaguaydióxidodecarbonoylascombinan,graciasalprocesodelafotosíntesis,impulsadoporluzsolar,parafabricarraíces,tallos,hojasyfrutas.Cuando esos tejidos vegetales, ricos en nutrientes, son devorados por animales ydespedazados gracias al milagro metabólico de la respiración, los productos dedesecho que exhalamos en cada aliento no son más que moléculas de dióxido decarbonoyaguavueltasaarmar.


Elciclodelaguaprofunda

A mediados de la década de 1980 los especialistas en ciencias de la Tierracomenzaron a pensar seriamente sobre el agua a escala global, porque el ciclo delagua superficial no puede ser toda la historia. Sabemos que los magmas que seformandecenasocientosdekilómetrosbajolasuperficiecontienensuficienteaguaparaprovocarexplosionesvolcánicas,asíquepodemossuponerquelosmineralesdesilicato que se encuentran cristalizados en las profundidades de nuestro planeta dealgúnmododebenatraparH2O.DebeexistirunapartedelciclodelaguaprofundayocultaquenosayudaríaaentendercómoycuándolaTierraseconvirtióenelplanetabañadoporocéanosqueconocemoshoy.

La investigación experimental sobre el agua de las profundidades se haconcentradoenlaposibilidaddequelamayorpartedelosminerales—laolivina,elpiroxeno,elgranateysusvariantes,másdensas,enlasprofundidadesdelaTierra—puedan incorporarpequeñascantidadesdeaguaen lascondicionesquepredominanen el manto. Durante la década de 1990 el estudio del agua en minerales con«anhidrosisnominal»seconvirtióenunejedelainvestigaciónmineralógicadealtaspresiones, y arrojó resultados sorprendentes. Se encontró que a altas presiones ytemperaturasaalgunosmineraleslesresultarelativamentefácilincorporarmontonesde átomosdehidrógeno, que son el equivalentemineralógicodel agua (porque losátomosdehidrógenosecombinanconeloxígenodeestosminerales).Losmineralesque inevitablemente son secos en los ambientes con menores presiones ytemperaturasdelacortezamássuperficial—dondeelvulcanismoexplosivoexpulsatoda el agua que pueda encontrarse— pueden ser bastante húmedos en lasprofundidadesdelmanto.

Enprincipiolaestrategiaexperimentalesbastantesencilla.Setomaunamuestradeolivinaodepiroxeno,seagregaaguaycalor,seexprimeyseobservaadóndevael agua. En la práctica, sin embargo, no es tan fácil. Para poder reproducir lascondiciones de las profundidades del manto terrestre la muestra debe someterse apresionescientosdemilesdevecesmayoresquelapresiónatmosférica(equivalentesamillonesdekilogramosporcentímetrocuadrado)ycalentarsealmismo tiempoatemperaturastanaltascomo2milgradosCelsius.Paralogarestaimponentehazañaloscientíficosechanmanodedosestrategiascomplementariasdealtapresión.

Algunosusanprensasgigantescas,tangrandescomounahabitación,queejercentoneladasdepresiónsobreunadiminutamuestra;setratadeversionessofisticadasdelabombadepresiónqueHatYoderusóhacemediosiglo.Unarregloexperimentalqueseusaconfrecuenciarequierecuatroetapasanidadas,comomuñecasrusas:cadaetaparodeayabrazaalasiguiente,yasíconcentrapresionesenormesenunvolumencadavezmáspequeño.Primerounpardegigantescasplacasmetálicasaprietanporarriba y por abajo con una fuerza sorprendente que puede alcanzar miles detoneladas. Esas placas enormes sostienen, como si fueran un tornillo de banco, la


segunda etapa, que consiste en seis yunques curvos de acero entrelazados —tresarribaytresabajo—queasuvezpresionanuniformementeentodasdireccionesunatercera etapa, formada por un grupo de ocho yunques de carburo de tungsteno enforma de cubo. La muestra de mineral pulverizado y agua debe encerrarsefirmemente dentro de la cuarta etapa, la más profunda, muchas veces con unrecubrimientodeoroodeplatinoparaquelosreactivosnosechorreenporloslados.Comosigenerarestaspresionesnofuerasuficiente,lamuestratambiéndebecocersecon calentadores eléctricos colocados dentro del recipiente de la muestra, y latemperatura debemonitorearse en forma continua con un delicado aro de alambreespecial,llamadotermocupla.

Otroenfoqueexperimentalpopularquesirveparareproducir lascondicionesdelas profundidades de la Tierra es la celda de yunque de diamante, que generapresiones extremas al empujar uno contra otro dos diamantes de puntas planas.Primero se toman dos diamantes típicos de medio quilate, con corte de brillante,como las piedras de los viejos anillos de boda, y se pule el extremo inferior paraconseguirunasuperficieplanaycirculardeunmilímetrodediámetro;estasuperficieseconvertiráenlacaradelyunque.Luegolosdiamantessemontanenunaprensademetalalineadacongranprecisión,yentreellossecolocaundelgadotrozodemetalalque se le ha hecho un agujerito. El agujero se centra respecto a los yunques dediamante, se llena con agua y mineral pulverizado, y se presiona. Para crear unapresión tremenda sólo tiene que ejercerse sobre los diamantes una fuerzarelativamentemodesta,porquelosyunquessonmuypequeñosyconcentranlafuerza.Lasceldasdeyunquedediamantehanconseguidopresionesrécord,igualesalostresmillonesdeatmósferasqueseencuentranenelnúcleointernodelaTierra.Labellezadelaceldadeyunquedediamanteesquepuedesvertumuestrabajopresiónsimirasa través del diamante transparente. Se puede usar una batería de técnicas deespectroscopíaanalítica,yesfácilcalentarlamuestrahastacondicionesparecidasalasdelmantoconun láserde altopoder,que tambiénpuedeatravesar losyunquestransparentesdediamante.

Si todo funciona comodebe: si se alcanzan y semantienen las presiones y lastemperaturasdeseadas, si la termocuplano se rompey si lamuestrano seescurre,entoncescomienzaeldelicadotrabajoanalítico.Esfácilreconoceralgunosmineralesque contienen agua, como las arcillas y lasmicas, pero ¿cómomidesunas cuantaspartesdeaguapormillónenunamuestraseca?Lasondadeionesesunaopción;sualtasensibilidadysuresoluciónespacialpermitióqueErikHauridescubrierarastrosde agua en el vidriovolcánicode laLuna.La espectroscopía infrarroja, quepuederevelar enlaces característicos entre el oxígeno y el hidrógeno, es otra herramientaútil.Losnuevos lazosque se forman entre el hidrógenoy el oxígenomodifican laforma en que las radiaciones infrarrojas interactúan con un cristal, y esos cambiospuedenrevelarelaguaqueseencuentradentrodelaestructuramineral.Sinembargo,algunoscolegasmuyprecavidos(orivalescientíficosquenoquierenquedarfuerade


lajugada)siempreinvocaránlaposibilidaddequelosexperimentosfallenodequelastécnicasanalíticasnoseanlosuficientementesensibles.Unasolainclusiónfluida,es decir una diminuta burbuja de agua, demasiado pequeña para verse con unmicroscopio, puede arrojar una señal falsa cuando se trata de mediciones tanquisquillosas.

Como ocurre con cualquier nueva tentativa científica, tomó un tiempoperfeccionar estos experimentos, pero cuanto más buscaron los científicos másminerales encontraron que son buenos candidatos para contener agua en lasprofundidades.Laolivinayelpiroxenoenlaparteinferiordelacortezasonbastantesecos;nocontienenmásdeunadiezmilésimapartedeagua.Perosilascondicionesdepresióndelmantoseelevana100milatmósferasy la temperaturaamilgradosCelsiuslaolivinasetransformaenwadsleíta,quepuedeincorporarunsorprendentetresporcientodeagua.LacapadelaTierraquecorrespondeaestascondiciones,lazonadetransicióndelmanto,entre400y650kilómetrosdeprofundidad,esunodeloslugaresmáshúmedosdelplaneta,ypuedecontenerhastanuevevecesmásaguaque todos los océanos. Los minerales de la parte inferior del manto son menoshúmedos,perolocompensanconsuenormevolumen,queequivalealamitaddelaTierra.Asíqueseestimaqueelmantoinferiorcontienedieciséisvecesmásaguaquetodos los océanos. Es probable que existan otrosminerales ricos en agua y que elnúcleo de hierro también contengamucho hidrógeno, así que las profundidades denuestroplanetapuedencontenermásdeochentaveceselaguadelosocéanos.

Primerocéano

Algunos cálculos conservadores arrojan que la cantidad original de volátiles de laproto-Tierraeracienvecesmásaltaqueenlaactualidad.Enefecto,unodelosretosprincipalesparamodelarlahistoriadelosvolátilesdelaTierraesaveriguarcuántosseperdieronycómoseescaparon.

De algunas cosas sí podemos estar seguros. Desde el primer día se liberaroncantidadesprodigiosasdevolátilesdelinteriordelaTierra,quesalieronexpulsadosconcantidadesinmensasdevapordurantelasexplosionesdelosmegavolcanesparaformarpartedeunaatmósferacadavezmásespesa.Durantelosprimerosmillonesdeañosdeexistenciadelaproto-Tierraesaatmósferatempranapuedehabersidomuchomásdensa que la del planetamoderno.Es posible que el aguahaya emergido a lasuperficie en forma líquida; durante unas decenas de millones de años enfrió lasprimerasrocasyformómaresampliosypocoprofundos.

Y luego el Gran Impacto dio al traste con todo. Casi todas la moléculas quehabían conseguido salir a la superficie se perdieron en el espacio, como si alguienhubierapresionadoungranbotóndereinicio.Notenemosningúncálculoconfiablesobrequéproporcióndelasreservasdenitrógeno,aguayotrosvolátilesdelaTierra


seperdieronduranteeseacontecimiento,perofuemuygrande.Durantelossiguientesquinientosmillones de años se sucedieron docenas de impactosmás pequeños, derocasdealrededordeunkilómetrodediámetro,cadaunadelascualesvaporizóunaparteimportantedelosocéanosydisminuyóaúnmáselinventariodevolátiles.

Sinembargo,unmillóndeañosdespuésdelGran Impactoelvapordeagua sehabíaconvertidonuevamenteenelcomponenteprincipaldelaatmósferaprimordialy había formado una tempestad de nubes negras, vientos poderosos, relámpagosdevastadoresyunalluviatorrencialeincesante.Lacortezadebasaltoseenfrióyseendurecióbajoelazotedelatormenta,ylascuencasbajassellenarongradualmentedeaguaparaformarlentamentelosprimerosocéanos.Duranteuntiempo,conformeladelgadacapadeaguadelasuperficieentrabaencontactoconlasgrietasyfisurasqueseabríanenlasrocascalientesyexhalabanenormesgéiseresdevaporardienteyagua supercalentada, los mares invasores formaron un sauna planetario. Estasintensasinteraccionesentreelaguaylasrocassirvieronparaapurarelenfriamientode la corteza e hicieron lugar para estanques profundos, luego lagos y finalmenteocéanos.

Noconocemoselmomentoexactoenelquese formaron losocéanos,perohansurgido algunas pruebas interesantes en forma de los cristales más antiguos de laTierra.EntrelasrocasmásantiguasdelaTierraestánunossedimentosdeunostresmil millones de años de edad que se encuentran en los áridos terrenos conocidoscomo JackHills, una zona ovejera en el occidente deAustralia. Esos sedimentos,formados por minerales y fragmentos de roca finos como arena, deben habersedesprendido por erosión de formaciones rocosas mucho más antiguas aún. Unadiminutaproporcióndeesosgranosdearena,nomásdeunoenunmillón,estáhechodelmineralcircón:silicatodecirconio(ZrSiO4),unodelosmaterialesmásdurosdelanaturaleza.

Los granos de circón, en general más pequeños que el punto al final de estaoración,seformaronoriginalmentecomomineralessecundariosenlasrocasígneas.Imagínatequeelbasaltosesolidificaapartirdeunmagmaqueapenascontieneunatrazadelelementocirconio.Lamayorpartedeloselementosquímicos,yaseanrarosocomunes,entranfácilmenteenlasestructurascristalinasdelpiroxeno,laolivinayelfeldespato.Peroalcirconionolegustaconvivirconesosminerales,asíquebuscaalosdesupropiaclaseyformadiminutoscristalesaisladosdecircón.

Existendiferentesfactoresqueactúanalunísonoparahacerdeestoscristalesdecirconio, tan fáciles de ignorar, una fuente única de información sobre la Tierraantigua.Paraempezar,loscirconesdurancasiparasiempre(almenostodalahistoriadelaTierra).Uncristaldecircónpuedeerosionarsedeunaroca(talvezlarocaígneadonde primero se cristalizó), luego volverse parte de una roca de areniscasedimentaria,yluegoerosionarsedenuevoydenuevoydenuevodurantemilesdemillones de años. Ese mismo grano de circón puede reciclarse a lo largo de unadocenadeformacionesdiferentesderocasedimentaria.


En segundo lugar, los cristales de circón sirven para medir el tiempo porqueincorporan con facilidad el elemento uranio, que puede constituir unopor ciento omás de sus átomos. El uranio radiactivo, que tiene una vida media de unos 4500millonesdeaños,eselgrancronómetrode lanaturaleza.Unavezquese formauncristaldecircónsusátomosdeuranioquedanencerradosycomienzanadecaeraunritmoestable;enpromedio,lamitaddelosátomosdecaecada4500millonesdeañosysetransformaenunátomoestabledeplomo.Latasadedecaimientodelosátomospadredeuranioenátomoshijodeplomonospermitecalcularconprecisiónlaedaddelcristaldecircón.

Paraterminar,enelcircóndosdecadatresátomossondeoxígeno,locualnosdaunapistasobrelatemperaturaalaqueseformó.Recuerdaqueunadelaslíneasdeevidencia sobre la formación deMarte era la proporción característica de isótoposestablesdeloxígeno:laTierraylaLunatienenproporcionesidénticasdeoxígeno-16yoxígeno-18, loque implicaque se formaronaunadistanciaparecidadelSol.Enunalíneaderazonamientosimilar,laproporcióndeoxígeno-16yoxígeno-18enuncristaldecircónindicalatemperaturaalaquecreció:lasmuestrasenriquecidasconoxígeno-18,máspesado,indicanunamenortemperaturadeformación.Paralasrocasígneasestatemperaturapuedeserunindicadormuysensibledelcontenidodeaguaenelmagmaapartirdelcualcrecieronloscristalesdecircón,porqueelaguareducelatemperaturaalaqueseformanloscristales.Esmás:elaguacercanaalasuperficiedelaTierratiendeaseraúnmásricaenoxígenopesado,demodoqueseinterpretaqueloscristalesdecircón,quetienenuncontenidoextremadamentealtodeoxígeno-18,interactuaronconelaguadelasuperficie.

Así pues, los cristales de circón de las primeras rocas de la Tierra puedensobrevivirmuchosciclosdeerosiónydeposiciónyconservardetallessobrelaedad,la temperatura y el contenido de agua de su ambiente original. ¡Y toda estainformaciónseobtieneapartirdecristalescasiimposiblesdeversinunmicroscopio!

La conclusión es que muchos de los cristales de circón de las Jack Hills deAustraliatienenmásdecuatromilmillonesdeaños;unodeesosgastadosgranosdearenainclusoalcanzólanotableedadde4400millonesdeaños.Esteviejísimocristaldecircón—dehecho,elfragmentosólidomásantiguoqueseconocedelaTierra—tiene una composición de isótopos de oxígeno sorprendentemente alta. Algunoscientíficoshanllegadoalaconclusióndequehace4400millonesdeaños,cuandolaTierraapenasteníaunoscientocincuentamillonesdeañosdeedad,lasuperficieerarelativamentefríayhúmeda:habíaocéanos.

Otros expertos no están tan seguros, pues señalan que los cristales de circónpuedenllegaraserincreíblementecomplicados:esegranodearenade4400millonesdeaños,asícomosuscompañerosunpocomás jóvenesde las JackHills, tieneunantiguonúcleodecristal.Perolosmapasdetalladosdecadacristalindividualrevelancapasconcéntricasdecircónquecrecieronalrededordecapasmásantiguas.Noesinusualqueunsologranotenga,entreelnúcleoylaorilla,unrangodeedadesdemil


millones de años, con variaciones correspondientemente complejas de isótopos deoxígeno. Si el núcleo original se vio alterado durante pulsos de crecimiento másrecientes,talveznopodamosconocerlaverdaderanaturalezadelaantiguasuperficieterrestre.

Pase lo que pase con la historia del circón, la mayor parte de los expertosconcuerdanenquenomuchodespuésdecienmillonesdeañostraselGranImpactolaTierrasehabíaconvertidoenunbrillantemundoazulyacuático,rodeadoporunocéanoglobaldeunkilómetrodeprofundidad.Desdeelespaciosehabríavistocomounacanicalapislázuli,conalgunosblancosremolinosdenubes,sí,perobásicamentede un azul extraordinario. (Los colores del océano pueden explicarse en términosfísicossencillos.Laluzquebañalasuperficieestácompuestaportodosloscoloresdelarcoíris—rojo,amarillo,verdeyazul—,peroelaguaabsorbemásfácilmentelaparte roja del espectro, así quenuestrosojosperciben sobre todo las longitudesdeondaazules,quepredominanenlaluzquesedispersa).

¿Yquéhayconlatierra?HoyloscontinentesocupancasiunatercerapartedelasuperficiedelaTierra,peroenlosalboresdeltiempoennuestroplaneta,duranteelinfernaleónHadeano,loscontinentestodavíanoseformaban.Elazulmarprimordialsólo se veía interrumpido por algunas islas volcánicas aisladas que asomaban suhumeantecabezasobreelagua.Losúnicosrasgosquerompíanlamonotoníadelasaguas eran sus formas cónicas y sus estrechas playas negras y pedregosas, quesalpicabanelplanetadesdelospoloshastaelEcuador.

CuandopensamossobreesteprimerocéanoglobaldelaTierranospreguntamoscómoera.¿Eracaliente?Alprincipioprobablementesí,puestoquebajoélhabíaunocéanodemagmaqueseenfriabapocoapoco.¿Eradulceosalado?Lasalestalvezlacaracterísticamásdistintivadelaguademarmoderna,peroesrazonablesuponerque el primer océano de la Tierra comenzó siendo de agua dulce, con pocassustanciasquímicasdisueltas,ygradualmenteadquiriólasalinidadquetienehoy.Ysin embargo, algunas evidencias recientes sugieren que ese primer océano calienteprontosevolviómássaladoqueelactual.Lasaldemesacomún,elclorurodesodio(NaCl),sedisuelvemuyfácilmenteenaguacaliente.EnlaactualidadmásomenoslamitaddelasaldelaTierraseencuentraendomosdesalrodeadosdetierra,yenotrosdepósitosdeevaporitasquealgunavezfueroncuerpodeaguasaladaquesesecaron.Lamayorpartedeestasalseencuentraengruesascapassubterráneas,perodurantelosprimerosquinientosmillonesde añosdevidade laTierranohabía continentesquepudieranalmacenarlasal.Asíquelasalinidaddelprimerocéanodebehabersidohasta del doble que en elmundo actual.Además, en el agua demar tibia tambiénhabríanestadopresentesenmayoresconcentracionesotroselementosdisueltos,sobretodohierro,magnesioycalcio,predominantesenelbasalto.

Loscientíficostambiénsepreguntansielocéanohadeanoeraácidoobásico.ElfactormásdeterminanteparacontrolarelpHylasalinidaddelocéanoeseldióxidodecarbonoatmosférico.Lamayorpartedeloscálculosarrojanqueelcontenidode


CO2delaatmósferaantiguaeramilesdevecesmásaltoqueeldehoy,deunpocomenosde400partespormillón(aunquecadaañonosacercamosmásaesenivel,yprontolorebasaremos).QuehubieramuchomásCO2enelairehadeanosignificaquetambiénhabíamuchomásCO2enelagua,yestodebehaberacarreadoconsecuenciasimportantes tanto para el pH como para la salinidad. El dióxido de carbono secombinaconelaguadelluviaparaformarácidocarbónico,H2CO3.Enelocéanoestecarbonato se disocia parcialmente en iones de hidrógeno, que forman iones dehidronio(elH3O+delosácidos)ybicarbonato(oHCO3-).EstaadiciónnetadeH+vuelvemásácidos losocéanos, talvezapHtanbajoscomo5.5.Estascondicionesoceánicastanácidasprobablementeaceleraron,asuvez,lameteorizacióndelbasaltoydeotrasrocas,loqueañadióaúnmássolutosaunocéanoyadeporsísalado.

LaparadojadelSoltenue

ComosilasdetalladashistoriassobrelaformacióndelprimerocéanodelaTierra,avecesopuestas entre sí, no fueran lo suficientemente controversiales, hayotragranvuelta de tuerca con la que debemos vérnosla: según observaciones astronómicascada vez más sensibles y con cálculos astrofísicos, las estrellas como nuestro Solexperimentan un aumento de brillo lento pero inexorable a lo largo de sus vidas.SegúnestoscálculoseljovenSoldehace4400millonesdeañoseraentre25y30porcientomenosbrillantequehoy.Esmás:seguiríasiendoincómodamentetenueporalmenosotros1500millonesdeaños.SinuestroSolactualseatenuaradeprontohastaesenivellaTierraentraríadeinmediatoenunestadodecongelador;losocéanossecongelaríanporcompletodesdelospoloshastaelEcuadorylamayorpartedelavidaenlaTierraperecería.Sólolosorganismosmásresistentes,lavidamicrobianabajolasuperficiey losanimalesquevivieranenzonashidrotermalesprotegidas,asociadasconlosvolcanes,sobreviviríanuncambioclimáticotancatastrófico.

PerosielantiguoSoleratanfrío,laTierradebehabersecongeladorápidamente.Ysinembargo,existenclarasevidenciasgeológicasdequehacecuatromilmillonesde años existía mucha agua en la superficie. Es común encontrar sedimentos deentornos acuáticos someros y profundos. La vida comenzó y prosperó durante eseintervalo.¿Entoncescómopudopermanecerlíquidoelocéanoprimordial?

SindudapartedelascarenciascaloríficasqueprovocabatenerunSolmuchomástenueerancompensadasporunaTierramuchomáscaliente.Traslaformacióndelacorteza a partir del océano de magma primigenio seguía habiendo mucha rocafundida y una gran actividad volcánica que calentaban la superficie. Este océanoestaríacontinuamentecalentadodesdeabajo,conformelanegracortezaseengrosabayseenfriaba.

La principal hipótesis para explicar la paradoja del Sol tenue apunta a unexageradoefecto invernaderoquecontribuyóaelevar la temperaturay fuecausado


porunaconcentraciónextremadamentealtadedióxidodecarbonoen laatmósfera,talvezmásdediezveces lacantidaddenuestraatmósferaactual (lasmismasaltasconcentracionesdeCO2pudieronacidificarelocéanoeincrementarsusalinidad).

UnsegundoescenariopostulademaneraingeniosaquelaTierraensutempranafasenegray luegoazul absorbióunporcentajemuchomásaltode luz solarque lasuperficie terrestreen laactualidad.Hoylosocéanosabsorbenmás luzsolarque laTierra, un efecto que posiblemente fue exagerado entonces a causa de la altaconcentración de hierro en los primeros océanos. Este incremento en la absorciónsolarfuedelamanodeunaescasezdenubesquedispersaranlaluzdelSol;hoyendía las partículas que producen las plantas, así como diversas sustancias químicas,desempeñanunpapelfundamentalenlanucleacióndelasnubes,perohacemilesdemillones de años no había plantas que pudieran desencadenar la formación de lasnubes.

Otra hipótesis más propone que en la atmósfera temprana existía una grancantidaddemetano,ungasconunpoderosoefecto invernadero.Unaconsecuenciacuriosadeunaatmósferaricaenmetanohabríansidoreaccionesquímicasenloaltode laatmósfera,donde la radiaciónultravioletahabríadesencadenado la síntesisdeunagranvariedaddemoléculasorgánicas,incluyendoalgunosposiblescomponentesdelavida.Estasmoléculasorgánicashabríanprovocadounaniebladensa,parecidaalesmog, que habría transformado la Tierra azul en un mundo anaranjado, no muydiferente de Titán, la gran luna de Saturno. Así, aunque todavía no conocemos lacombinación exacta de factores, contamos con suficientes explicaciones sobre laformaenquelaTierrasemantuvoporencimadelpuntodecongelación.

Loquepodemosdecir con seguridadesqueunavezque se formóesteocéanoglobal transformó las capas exteriores del planeta; esculpió la tierra, aceleró laevolucióndelreinomineral,cadavezmásdiverso,yelorigendelabiosfera.Elaguasigue haciendo maravillas en todos los aspectos de nuestra vida, como laconcentradorade la riquezamineral,comoelprincipalagentede loscambiosen lasuperficieycomoelmediodelavida.



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Capítulo5

LaTierragris

Laprimeracortezadegranito


LaTierra actual es unmundo de contrastes: una tercera parte tierra, dos terceraspartes agua; desde el espacio parece unamezcla de azul, café, verde y remolinosblancos.Noeraasíhace4400millonesdeaños,cuandolosúnicostrocitosdetierraquesobresalíanenlaazulmonotoníadelosmaressomeroseranalgunospocosconosvolcánicos de basalto negro dispersos por aquí y por allá. Todo eso estaba porcambiarconlainvencióndelgranito,laprimerapiedradeloscontinentes.

La historia de la Tierra es una saga de diversificación: de separación yconcentraciónde elementos ennuevas rocasyminerales, en continentesymaresyfinalmenteenvida.Estetemaseharepresentadounayotravez.Losplanetasrocososinternos—Mercurio,Venus, laTierrayMarte—seformaroncuandofuertespulsosdevientosolarsepararonelhidrógenoyelheliodelosseisgrandeselementos,máspesados, y barrieron los elementos gaseososmás ligeros hacia el exterior, hacia eldominiodelosplanetasgigantesJúpiter,Saturno,UranoyNeptuno.EnlaTierra,elpesadohierrofundidoseasentóenelcentroconformeelnúcleometálicoseseparódelmantoricoenperidotita.Unafundiciónparcialde laperidotitaprodujobasalto,unarocaricaensilicio,calcioyaluminio,queseseparódelaperidotitaparaformarlaprimeracortezadelaTierra,negraydelgada.Conformeelbasaltoemergióenlasuperficie,delamanodeviolentasexplosiones,elaguayotrosvolátilessesepararondelmagmabasálticoparaformarelprimerocéanoylaprimeraatmósfera.Cadapaso,


impulsado por el calor, separó y concentró los elementos; cada paso condujo a unplanetacadavezmásestratificadoydiferenciado.

ElascensodeloscontinentesfueotropasoimportanteenladiversificacióndelaTierra. Cuando las capas exteriores de la corteza de basalto se enfriaron y seendurecieron formaron una especie de tapa que atrapó el calor del manto que seagitabapordebajo.Elbasalto,querecibíacalordesdeelinterior,comenzóafundirseatemperaturasrelativamentebajas—unoshelados650gradosCelsius—,enespecialenpresenciadeagua.Conformeaumentólatemperaturatambiénlohizoelporcentajedebasaltofundido:primerofue5porciento,luego10porcientoyeventualmente25porciento.Comounecodelafundicióndeperidotita,elmagmaresultanteteníaunacomposiciónradicalmentediferentedelarocabasálticahuésped.Lomásllamativoesqueestanuevamezclaeramuchomásricaensilicio,yteníaunaumentoensodioypotasio.Tambiénelaguaseconcentrabaenestefluidoardiente,asícomodocenasdeelementos traza: berilio, litio, uranio, circonio, tantalio ymuchosmás. Este nuevomagmaricoensilicioeramuchomenosdensoquesuantecesor,elbasalto,asíqueresultó inevitable que se abriera paso hacia la superficie para formar el primergranito.

La mayor parte de los granitos contienen una mineralogía simple, de cuatroespecies diferentes. En el granito abundan cristales de cuarzo, transparentes eincoloros—puroóxidode silicio—; susdurosgranos se erosionaronparaproducirlasprimerasplayasarenosasblancasdelaTierra.Hubodosclasesdefeldespato,unoricoenpotasioyelotroensodio,queledieronalosprimerosgranitosdelaTierrasumonótonocolorblancogrisáceo.Ydentrodecadagranitoseencuentramezcladouncuartomineral,más oscuro y rico en hierro, a veces bloques de piroxeno, a vecesláminasdemica,aveceslargostrozosdeanfíbol.Lapróximavezqueveasunarepisadegranitopulidooun lavabodebañobuscaenelloseste sencillogrupodecuatrominerales.

Lapresenciadeelementosmás raroscon frecuenciaprovocaqueseencuentrengranos más pequeños de minerales adicionales como el circón, por ejemplo, queconcentra el elemento circonio. En el capítulo anterior vimos que los diminutoscristales rojos de circón provenientes de las lejanas Jack Hills de Australia nosofrecen pistas de un océano temprano hace 4400 millones de años. Esos mismoscristales, que parecen haberse formado en condiciones relativamente templadas yhúmedas,tambiénpuedenapuntaraloscomienzosdelaformacióndegranitoenunetapa temprana.Los circonesde JackHills no sólo contienen el pesado isótopodeoxígenocaracterísticodeunorigenfríoyhúmedo,sinoqueunoscuantoscristalesde4 mil millones de años de edad contienen inclusiones de cuarzo, un mineral queraramenteseprodujoantesdeladvenimientodelgranito.Algunosexpertossugierenque estos viejos y fríos cristales de circón con cuarzo son los últimos restos de laprimeracortezadegranito.

Conelorigendelgranitoocurreporprimeravezunadivergenciaimportanteentre


la evolución mineral de la Tierra y la de algunos de sus vecinos planetarios. Laformación de granito requiere que exista mucho basalto cerca de la superficieplanetaria, así como un intenso calor interno para volver a fundirlo. Los planetasMarte y Mercurio, así como la Luna terrestre, están dotados de la capa basálticanecesaria, pero son demasiado pequeños para fabricar mucho granito; carecen delcalorinternonecesario.Sindudaenesosmundossegeneraronpequeñosvolúmenesdegranito,peronadaparecidoalosprofundoscontinentesdegranitodelaTierra.

Flotabilidad

LaprimeracortezadebasaltonegrodelaTierra,ablandadaporelcalorinterioryconunadensidaduniformeunas tres vecesmayor que la del agua, nunca fue capazdeaguantarmucha topografía. Es posible que algunas pocas estructuras volcánicas seelevaran dos o tres kilómetros sobre el promedio, suficiente para que aparecieranalgunasislasdispersassobreelmar,peroantesdelaaparicióndeloscontinentesnohabía grandes cadenasmontañosas ni profundas cuencasoceánicas.El granito, quetieneunadensidadpromediosignificativamentemenor(aproximadamente2.7vecesladelagua),vinoacambiaresadinámica.Elgranitoflota,inevitablemente,sobreelbasaltoylaperidotitayseapilaengrandesmontículosquesealzanvarioskilómetrossobrelasuperficie,comounicebergqueflotaenelagua.

El hielo, que es aproximadamente 10por cientomenos densoque el agua, nossirve como una analogía familiar. Esta diferencia de densidad provoca que más omenos10porcientodelvolumendeun icebergsobresalgadelagua.Unescarpadoicebergdeunossesentametrosdealtosueletenerexpuestosunosnuevemetrossobrela superficie del agua; de aquí la expresión «es la punta del iceberg». Delmismomodo, el granito es 10 por ciento menos denso que el basalto sobre el que flota.Cuando el basalto parcialmente fundido comenzó a generar capa sobre capa degranito,comenzaronaformarseprotuberanciasparecidasauniceberg.Uncuerpodegranitodeunkilómetrodeespesorhabríaproducidounapequeñaprotuberanciadecasidoscientosmetrossobreelnivelpromediodelacortezabasáltica.Peroalolargodeltiempolasmasasdecortezagraníticaalcanzaronespesoresdemuchoskilómetros,y lasmasas continentales, profundamente ancladas en la corteza, se alzaronmás ymássobrelosocéanos;algunascadenasmontañosasseelevaronmuchoskilómetrossobrelasuperficiedelagua.LasMontañasRocallosaseneloestedeEstadosUnidos,consusraícesdegranitodehastasesentaycincokilómetrosdeprofundidad,exhibenmuchospicosdemásdecuatromilmetrosdealtura.Estagrancolumnavertebraldelterritorionorteamericanoseyerguecomountestimoniodelaflotabilidaddelgranito.

En 1970, cuando cursémi primera clase de geología en elMIT, el poder de laflotabilidadenelcambiogeológicoseguíaconstituyendolaortodoxiaenloslibrosdetexto(usábamosporentonceslaediciónde1965dePrincipiosdeGeologíaFísica,el


clásico, profusamente ilustrado, del geólogo británicoArthurHolmes). Se llamaba«isostasia». La fuerza que impulsaba la «tectónica vertical» era el «reajusteisostático». Había un lindo grabado, casi idéntico a los de los libros de texto degeologíadelsigloXIX,quemostrabaunalíneadebloquesdemaderarectangularesdediferentestamañosqueflotabanenagua.Losbloquesmásaltosseproyectabanmássobre el agua, igual que una montaña. Se explicaba que las cuencas oceánicas sehabían llenado de gruesas capas de sedimentos, y que esos sedimentos se habíanfundido para formar más cuerpos graníticos. Aprendimos que, a continuación, lasmontañasseelevaronapartirdeesosnúcleosgraníticosflotantes.Porentoncesteníamuchosentido,ysiguesiendolahipótesisprincipalsobrelaformacióndelaprimeracortezadelaTierra,hacemásdecuatromilmillonesdeaños.

MuyalprincipiodelahistoriadelaTierra, talvezinclusodurantelosprimerosdoscientos millones de años, deben haber comenzado a formarse pequeñas masasterrestres sobre los puntos calientes, cuando algunas acumulaciones profundas debasaltosefundieronparcialmente.Enesostiemposremotos,latectónicaverticalylaisostasiadebenhabersido las fuerzasdominantes, talcomoenseñóArthurHolmes.Los primeros trozos continentales de granito, totalmente yermos y estériles, eranconstantemente barridos y castigados por el viento y por las intensas olas. Losfragmentos de cuarzo erosionados se acumularon lentamente para formar pequeñasplayasdearena,ylosfeldespatosseconvirtieronencapasdelgadasdesuelosricosenarcillas.Lasprimerasislasgraníticaseranpequeñas,aisladasymásbienchatas;nadaindicabalaescaladeloscontinentesqueformaríanconeltiempo.

¿Otravezunimpacto?

¿Cómopudo laTierrapasarde serunmundobasáltico salpicadodevolcanes aunplaneta con grandes continentes de basalto gris? ¿Cómo pudieron expandirse lasprimeras islas solitarias de granito hasta convertirse enmasas de tierra que cubrenhemisferioscompletos,comolasquevemoshoy?LoscientíficosdelaTierranuncahan tenido reparos en inventar hipótesis.Una de las ideasmás intrigantes proponequeloscontinentesseformarongraciasaunasecuenciadeeventosdesencadenadanimásnimenosqueporunasteroideperdido,éseyafamiliaragentedelcambio.

Tras la destrucción de Theia y la formación de la Luna siguieron ocurriendoenormesimpactosocasionalesdurantemilmillonesdeaños.Estoesincontrovertible.Losexpertoscalculanquedurantesuseonesformativosdebenhaberchocadocontrala Tierra docenas de grandes asteroides, de hasta ciento cincuenta kilómetros delongitud, restos errantes de la era de la formación de los planetas. Imagínate unaescena hace cuatro mil millones de años: bajo una joven corteza oceánica subencolumnasdemagmaardiente.DelinteriordelaTierradebenhaberemergidomuchasdocenas, si no cientos, de columnas como éstas para transferir al exterior el calor


internomedianteeleficienteprocesodeconvección.Sobrecadacolumnahanhechoerupción grandes volcanes que arrojan lavas basálticas, incluso ahora que larefundición de la corteza de basalto ha generado un componente granítico que haaumentadoelespesordelsuelo.

Yentoncesllegalacatástrofe:unasteroidedecincuentakilómetrosdediámetroseestrellaenelconjuntovolcánicoyexterminacualquierseñaldetierraenunradiodequinientoskilómetros.Elimpactoproduceungigantescolagodelavaenformadecuenco y hace que sobre todas las superficies cercanas caiga una lluvia de lavafundiday rocasdespedazadas.Este terribleultrajecósmicobloquea lacolumnadelmanto,quetienequeencontraralgúnotrocaminohacialasuperficie.

Según este ingenioso escenario, tras el impacto la columna cambia su caminopara reaparecer debajo de un minicontinente con raíces basálticas y una crecientecapadegranito.Unavezqueseencuentrabajoestagruesatapadebasalto,queatrapaelcalor,lanuevafuentecaloríficaproducenuevosyabundantespulsosdegranito,loqueexpandeyensanchaaúnmáselsuelo.

Esta historia es imposible de probar, pero puede ser parte de la historia de losprimeros continentes terrestres. Mil millones de años de tectónica vertical, y lacolisión de un asteroide, habrían generado un inventario cada vez mayor de islasvolcánicasoceánicasconnúcleoscombinadosdebasaltoygranito.Latierraemergiógradualmente del mar. Hace cuatro mil millones de años algunas grandes islas,distribuidas en forma aleatoria por el globo terrestre, pueden haber ocupado unmodestoporcentajedelasuperficiedelaTierra.

Peroentoncesentróenjuegolatectónicadeplacas,ylaevolucióndelasuperficieterrestremetióelacelerador.

Continentesaladeriva

EldescubrimientodequelatectónicadeplacaseselprocesogeológicodominanteenlaTierraesunahistoriaensímisma,yabarcalamayorpartedelacienciamoderna.Sibienfueanticipadadurantealmenoscuatrosiglosdeobservaciones,laideadequeloscontinentespuedenmigrardealgúnmodosobrelasuperficiedelaTierraresultóal principio vaga y herética, y sólo se le prestó atención y resultó ampliamenteaceptadatrasunasucesiónfuriosadedescubrimientosinternacionalesenladécadade1960Perounavezque las evidencias comenzarona acumularse, las cienciasde laTierraexperimentaronunodeloscambiosdeparadigmamásrápidosenlahistoriadelaciencia.Dehecho,duranteloscincoañosquetrabajéenelMIT,amediadosdeladécadade1970,tuvieronquereescribirsetodosloslibrosdetextodegeologíaparaeliminar,casiporcompleto,laviejaortodoxiadelatectónicavertical.

En retrospectiva, algunasde las evidencias contra la tectónicavertical deberíanhaber resultadoevidentes.Pormásaltasqueseanhoy lasMontañasRocallosas,no


soncompetenciaparaelmonteEverest, con sus11kilómetrosdealtura,nipara lapoderosa cordillera de losHimalayas.La fosa oceánicamás profunda de laTierra,cerca de las islas Marianas en el Pacífico sur, tiene unos sorprendentes oncekilómetros de profundidad, que contrastan con los apenas tres kilómetros deprofundidadpromediodelosocéanos.Estosextremostopográficosnopodríandurarenunmundoisostático.Latectónicaverticalnopodíaserelfinaldelahistoria.

Lasprimeraspistasdelatectónicalateral—elpapeldelosmovimientoslateralesen laevolucióngeológicade laTierra—vienende lamanode losprimerosmapasprecisos de la costa del Nuevo Mundo. A principios del siglo XVII ya resultabaevidentelasorprendenteconcordanciaqueexistíaentrelacostaestedelasAméricasy las costas occidentales de Europa y África. Todo apuntaba a que se trataba depiezas de un viejo rompecabezas: la misma forma sinuosa, las mismas bahías yprotuberancias,loscontornosredondeadosdelsuroestedeÁfricaylasugerentecurvaquetrazahaciaelesteelextremodeAméricadelSur.

Se propusieron varias hipótesis extravagantes para explicar esta tentadoracoincidenciacontinentaltransatlántica.ElastrónomoWilliamHenryPickeringdelaUniversidad deHarvard, que apoyó la teoría deGeorgeDarwin de la fisión comoorigendelaLuna(deunamasafundidaquefuelanzadahaciaelespaciodesdeunaTierra que giraba vertiginosamente), propuso que al tiempo que la Luna se vioarrancada del océano Pacífico, del otro lado de la Tierra el océano Atlántico sedesgarró.OtrosvieronlamanodeDiosenestagranSatlántica.TalvezlascostasdelAtlánticoeranlasorillasdelgrandiluviodeNoé,quehabíasidodesatadomilañosantesparacrearelgranocéanoy«dividirlastierras».

Una investigación geológica sistemática podría haber ayudado a resolver esteproblema,perohacecuatrosiglos lageología todavíanohabíasidonibautizada,ymucho menos emprendida en forma sistemática. La minería y la agricultura, lasfuerzas impulsoras de la economía que permitieron las primeras investigacionesgeológicasafinalesdelsigloXVIII,eranasuntosestrictamenteestatalesynacionales.Nosehacíanmuchosesfuerzosporhacercoincidirformacionesgeológicasmásalláde las fronteras políticas, y no se pensaba que las riquezas que se hallaban en unprincipadopudieranestarconectadasdealgúnmodoconlasdecualquierotrolugar.Eloroestaba,literalmente,dondeloencontrabas.Enunambientetannacionalistalodeempatarrasgosgeológicosa travésde lagranextensióndelocéanoAtlánticonoeraunaprioridad.

Lasprimerascomparacionesgeológicastransatlánticasquesehicieronconciertogrado de detalle fueron emprendidas por un estudioso inverosímil, el meteorólogoAlfredWegener,quepasóbuenapartedesucarreraenelÁrtico.(MurióalaedaddecincuentaañosduranteunaheroicamisiónderescateinvernalsobrelaheladacapadehielodeGroenlandia).Aunquedurantesuvidaprofesionalsededicóprincipalmenteaestudiarlosorígenesdelclima,sutrabajomásmemorableyduraderotienequeverconloquellamó«derivacontinental»,unacontribucióntemprana,ymuydesdeñada,


alatectónicalateral.Suinspiraciónparaemprenderestaextrañadigresióngeológicaocurriódurantelaprimeraguerramundial,cuandosirviócomotenientedereservaenelejércitoalemán.DurantelacampañaenBélgicarecibióundisparoenelcuello,asíquefuerelevadodelservicioenelfrenteyselepermitiódedicarsuconvalecenciaalestudio.

ComomuchosdesuspredecesoresaWegenerlesorprendióelaparenteempatedelos continentes a ambos lados del océano Atlántico, aunquemuchos científicos lodesecharoncomounasimplecoincidencia.Wegenerdecidióampliarsuperspectivaynotó que podían verse coincidencias similares entre diversas costas de África delEste,Antártida,IndiayAustralia.Dehecho,todosloscontinentesdelaTierrapodíanagruparseelegantementeparaformarunsupercontinente,queWegenerllamóPangea(del griego «todas las tierras»). Wegener y un puñado de simpatizantes citaronevidenciasdealgunasinvestigacionesgeológicasrecientementepublicadassobrelasregiones costeras de Europa, África y las Américas que revelaban correlacionesintrigantesaambosladosdelAtlántico.Algunasgrandesregionesmineras,comolasreservasdeoroydiamantesdeBrasilydeSudáfrica,parecenformarunsolodepósitoinmensocuandoseyuxtaponenlosmapasde loscontinentes.Delmismomodo, lascapas de roca que alojan un característico helecho fósil,Glossopetris, y el reptilextintoMesosaurus se alinean casi perfectamente.Wegener argumentaba que estascorrelacionesgeológicasypaleontológicas,tandetalladas,nopodíanserunasimplecoincidencia.

Lahipótesisde laderivacontinentaldeWegenersepublicóporprimeravezen1915.Lesiguierontresedicionesenalemán,cadaunamásdetalladaquelaanterior,asícomounatraducciónalinglésen1924,tituladaTheoriginsofthecontinentsandoceans (Los orígenes de los continentes y los océanos) y muchas otras ediciones.Siguieron llegando datos que daban sustento a la idea de que los continentesestuvieronunidosalgunavez.En1917uncomitédepaleontólogoscatalogómásdeuna docena de casos de estratos con fósiles que se correspondían perfectamente atravésdelosocéanos,loqueinterpretaroncomoqueenelpasadoexistióalgunaclasede puente entre las masas terrestres. El geólogo sudafricano James Du Toit,especialmentedeslumbradoconlasideasdeWegener,obtuvounabecadelInstitutoCarnegieparavisitarel estedeAméricadelSur.DuToit registrómásejemplosdecorrespondenciastransoceánicas,comominerales,rocasyfósilesidénticosalosdelotrolado.

Y sin embargo, a pesar de la acumulación de datos en favor de la alineacióncontinental, lacomunidaddecientíficosde laTierranoseconmovió.Afaltadeunmecanismoverosímilparaestosvagabundeosdeescalacontinental,muchosgeólogosdespreciaronabiertamentelasconjeturasdeWegener.Parecíaapuntalarsuscríticaslaprimera leydelmovimientodeNewton,quedicequenadasucedesinoesporunafuerza.Hastaquenopudierainvocarseunafuerzaformidablequemovieralascosasaescala global la deriva continental no pasaría de ser la chifladura de un geólogo


aficionado.ElfísicoHaroldJeffreys,deCambridge,resumióasíelpuntodevistadelos británicos en 1923: «Las causas físicas queWegener ofrece son ridículamenteinadecuadas».EnEstadosUnidoslosgeólogostampocoestabanconvencidos.RollinT.Chamberlin,deldepartamentodegeologíadelaUniversidaddeChicago,atacóladerivacontinentalenunsimposioen1926:«Engeneral,lahipótesisdeWegeneresde lomás caprichosa, pues se toma considerables libertades connuestroplaneta, yestámenoslimitadaoatadaaloshechosquelamayorpartedesusteoríasrivales…Para poder creer la hipótesis de Wegener debemos olvidar todo lo que hemosaprendidodurantelosúltimossetentaañosyempezardenuevo».

Y sin embargo, unos cuantos geocientíficos estuvieron lo suficientementeintrigados por los hallazgos de Wegener y sus seguidores para inventar nuevosmecanismos para las derivas continentales. Una de estas escuelas propuso que laTierraseestáencogiendo,talvezporenfriamientooporelcolapsodeespaciosllenosdegasensusprofundidades,yporellopartesdelasuperficietienenquecontraerse,comounabóvedaquecolapsa.Segúnestemodelo,por lodemás insostenible,enelpasado los continentes cubrieron una extensión continua de tierra, desde las costasoccidentalesdeAméricahastalascostasdelestedeÁfricaydeAsia.SepensabaqueelocéanoAtlánticoactualfuealgunavezunaenormebóvedadetierraquecolapsóyquesehundióenelmanto.LageometríaeuclidianabásicadioaltrasteconelmodelodelaTierraqueseencoge:unasimplebóvedapuedecolapsar,perositransfiereslaidea a una esfera ya no hay espacio para que colapse un volumen continental quecubreeláreadelocéanoAtlántico.

Otro grupo hizo una propuesta antitética: que la Tierra había estadoexpandiéndose,comounglobo,alolargodeltiempogeológico.Habíaunavezunasolacortezacontinentalqueseagrietóyserompióenpedazosconformeelplanetaseinfló(segúnalgunosporlaproduccióndegasescalientesenexpansión).Yenefecto,si reproduces en reversa un video imaginario de esta Tierra supuestamente enexpansión llegarás a un estado en el que todos los continentes embonan a laperfecciónparacubrirunaesferaquetieneaproximadamentetresquintaspartesdeldiámetro de la Tierra actual. A falta de algún otro mecanismo aceptado para laformacióndelAtlánticoestahipótesisperduróenalgunoscírculosgeológicosdesde1920hastafinalesde1960,cuandolaremplazóunaideanuevaymásconvincente.

Lasmontañasocultas

Ahora avancemos rápidamente hasta los años de la posguerra, una época de unatremendainnovacióntecnológicayungranoptimismoenlaciencia.Enesosañossedesarrollarondostecnologíasimportantesenlaguerracontralossubmarinos,ambasdesclasificadas y adoptadas por los oceanógrafos en la década de 1950, quecondujeronaalgunosdescubrimientosfundamentalessobrenuestrodinámicoplaneta.


El sonar, que usa ondas de sonido paramedir distancias y direcciones, es unatecnologíacentenariaque le resultará familiaracualquieraquehayavistopelículashollywoodensesdesubmarinos.PrimeroseescuchaunPING,alque lehaceeco,unpocodespués,unpingmásdébil.Unaondadesonidorebotacontraelsólidocascodeunsubmarino.(Elefectoqueestoproduceenelespectadordependedesilapelículasecentraenlaperspectivadelcazadorodelcazado).«PING…ping»,«PING…ping»,«PING… ping»: los ecos se suceden más rápidamente cuando se determina laubicacióndel submarino.Lamúsicasevuelvemás tensa; sedisparan lascargasdeprofundidad.

Los científicos pueden usar exactamente la misma tecnología para sondear lasprofundidadesdelocéanoy,porlotanto,latopografíadelsuelomarino,inclusolosvallesylasfosasmarinasmásprofundos.Enfechatantempranacomoladécadade1870científicosbritánicosabordodelHMSChallengerusaronsondasdeprofundidadprimitivasyreportaronindiciosdegrandesmontañasenelsuelooceánicoamitaddelAtlántico, un resultado muy intrigante que algunos románticos contemporáneosasociaron con el continente perdido de Atlántida. La tecnología primitiva deecosondas,quesedesarrollóoriginalmenteparadetectaricebergstraslatragediadelTitanic en 1912, avanzó rápidamente durante la primera guerra mundial, cuandocomenzaronamerodearporlasaguaslossubmarinosalemanes.Ladécadade1920vio la primera aplicación sistemática del sonar paramapear el suelo oceánico; loscientíficosprontosedieroncuentadequebajotodoslosocéanosdelaTierrayacenenormes cordilleras montañosas. Sin embargo, no se dio gran relevancia a lasimplicaciones geológicas de estos primeros sondeos oceánicos, y los esfuerzosoceanográficos se vieron drásticamente reducidos por la gran depresión y lainminentesegundaguerramundial.

Tras la guerra los oceanógrafos estaban armados con una nueva generación dedetectoresdesonarmuysensibles,capacesnosólodemapearlatopografíadelfondooceánicocompleto,sinotambiéndedetectar lasondasdesonidoquereflejancapasderocasaúnmásprofundas.Fuefácilconfirmaralgunosrasgosgeneralesdelsuelodel océanoAtlántico, por ejemplo que las plataformas continentales se hacenmásprofundas conforme te alejas de la mayor parte de las costas del Atlántico, pordistancias de hasta cientos de kilómetros. Las orillas de estas plataformascontinentales se caracterizan por una súbita caída hacia una llanura abisal de treskilómetrosdeprofundidadydosmilkilómetrosdeancho,muchomásanchayplanaque cualquier llanura en tierra firme. Y el océano está bisecado por una enormecadenamontañosa,ladorsalmesoatlántica.

Todo esto concordaba con losdescubrimientos anteriores, pero el espesorde lacortezaoceánicaresultóunaenormesorpresa.Losgeólogoshabíanpredichoquelosocéanos tendríanraícesmenosprofundasque la tierra,yque lacortezaoceánicaseiríahaciendomásdelgadaconformesealejaradelacosta.Loqueencontraron,envezde esta transición gradual, fue un contraste notablemente abrupto de grueso a


delgado. A diferencia de las decenas de kilómetros de rocas de corteza que seencuentran bajo los continentes, la corteza oceánica sólo medía unos ocho a diezkilómetrosdeespesor: la transiciónocurríadrásticamentejustoenlacaídaalbordedelaplataformacontinental.Estadelgadafronteraentreloscontinentesylosocéanoscontradecíalosmodelosisostáticos.

Año tras año los científicos recorrieron ese ancho océano, de un lado a otro,cientos de veces. Cada cruce arrojó el mismo resultado: bajo las olas yacía unaenorme cordillera que, con sus más de 30 mil kilómetros de largo, bisecaba conprecisiónelocéanoAtlántico.Lascimasocultasde ladorsalmesoatlántica seguíanlasmismasanchascurvasdelascostasdeloscontinentes.Esmás,siseconsiderabaquelosbordesdeloscontinentesseencontrabanprecisamenteenlasabruptascaídashacialasllanurasabisales(ynoenlascostasarenosas),entonceslacorrespondenciaentreloscontinentesresultabaasombrosa,comosifuerandosplatosdeporcelanaquehabíanvueltoajuntarsealaperfección.Lacienciayanopodíatacharlasemejanzaentrelascostasdemeracoincidencia.

A medida que los científicos completaron nuevos cruces por el Atlántico ycompararon más detalles comenzaron a emerger otros patrones. La dorsalmesoatlántica no era una cordillera cualquiera. En tierra, en lamayor parte de lascadenasmontañosas los picosmás altos están alineados a lo largo de su eje, perojustoenelcentrodeladorsalmesoatlánticahayunagrandepresióndeunostreintakilómetrosdeanchoydoskilómetrosmásprofundaquelospicosadyacentesaesteyoeste,una formaciónquehoy llamamosuna fosa tectónica.Además, ladorsaly sufosatectónicanotrazabanunacurvasuaveycontinuadenorteasur;porelcontrario,lafosatectónicasiempreestabadesplazadacientocincuentaomáskilómetroshaciael este o el oeste por una falla de transformación muy claramente definida; estasfallassonlugaresdondelacortezaestárotaydesplazada,loqueledaatodaladorsalunaspectoescarpadoyabrupto.¿Quéestabapasando?

Estosinteresantesdescubrimientosmuybienpodríanhabersequedadosepultadosbajolaavalanchadebrillantesdescubrimientoscientíficosenlaposguerra;enciertosentido no eran más que nuevos datos. Pero los investigadores principales delproyectodelfondooceánicoteníantalentoparalapublicidad.BruceHeezenyMarieTharp,geofísicosmarinosdelObservatorioGeológicoLamontdelaUniversidaddeColumbia,desarrollaronunnuevoydramáticomapatopográficodelasuperficiedela Tierra. Como en otros mapas topográficos representaron las elevacionescontinentales con colores: las elevaciones más altas se representaban con verdes,amarillos y cafés y, finalmente, blancos en las mayores elevaciones, los picosnevados.Enestemapasedestacabanclaramentelasgrandescadenasmontañosas:losHimalayas,losAndes,losAlpes.PerolanovedaddeHeezenyTharpfuemostrarlasinmensascordillerassubmarinasexactamentedelmismomodo,sibienendiferentestonos ymatices de azul, una técnica que logró que la dorsalmesoatlántica y otrosrasgosoceánicos revelaran sumonumental tamañoenunaescalaglobal.Alcentrar


este exquisitomapa justamente sobre elAtlántico subrayaron en forma inolvidablelasformasidénticasdeladorsalylascostasdeloscontinentesaamboslados.Paraladécadade1960elmapadeHeezenyTharpsehabíaconvertidoenunicono.Fueracualfueralacausadeesteparalelismoelhechoesqueexistíaalgúnvínculogenéticoentretodosestosrasgos.

(Esta historia de Bruce Heezen [se pronuncia «Heizen»] y su ampliamentereconocida contribución tiene un significado especial para mí y para mi carrera,porquecuandolleguéalMIT,enelotoñode1966mesorprendióencontrarquehastalos profesoresmás venerables del departamento de geologíame trataban con granrespetoyestabanansiosospordarmelamano.Lospedigrísdistinguidos—hastalosdelavariedaddeunahomonimiaerrónea—tienensusventajasenciencia).

Elmarseexpande

Coneldescubrimientodeladorsalmesoatlánticaydedorsalesvolcánicassimilaresbajo el océano Pacífico oriental y el océano Índico los científicos se lanzaron conbríos renovados a considerar la posibilidad de los movimientos continentaleslaterales.Al parecer los continentes novagaban sin rumbo, comopodría sugerir eltérmino acuñado por Wegener, así que los geólogos comenzaron a buscar algunafuerzaocultaquepudierareacomodardramáticamentelasuperficieterrestre.

Undescubrimientosiguióaotro,yllegaronnuevosdatosquenohicieronmásquefrustraralosexpertos.En1956,HeezenysujefeenLamont,elsismólogoMauriceEwing, documentaron una notable correspondencia entre la posición de la fosatectónica en la dorsalmesoatlántica y un patrón de 54mil kilómetros de largo deterremotosmoderadosenelsuelooceánicoqueseextendíaalrededordelglobo.Lasfosas tectónicas y los terremotos estaban relacionados de algúnmodo, así que lasdorsalesdebíanserlugaresdinámicosycambiantes.

Las rocas del suelo oceánico también sorprendieron a muchos geólogos quehabíanpredichoqueladorsalmesoatlánticaeraunacordilleratípicacubiertaporunadura capade roca caliza, justo como lasRocallosas canadienses.Pero los extensosdragados a lo largo de la dorsal, así como observaciones de las muchas islas delAtlántico, no revelaron más que basalto, y uno relativamente joven, por cierto.Resultaque,exceptoporunadelgadacapadesedimentossuaves,lacortezaoceánicaestáhechacasiporcompletodebasaltovolcánico.Delestealoeste,alolargodemásdecuatromilkilómetrosdesuelooceánico,elpavimentoestáhechodepurobasalto.

Dehecholasdatacioneshechasconbaseenlastasasconstantesdedecaimientodeelementos radiactivos revelanun simplepatróndeedaden todasestas rocas.Elbasaltoqueseobtuvodelafosatectónicaenelcentrodeladorsalmesoatlánticaestáreciénhecho,conmenosdeunmillóndeañosdeedad.Conformemástealejasdelafosa tectónica, hacia el este o hacia el oeste,másviejo es el basalto, hasta que las


rocas cerca de losmárgenes continentales tienenmás de cienmillones de años deantigüedad.¿Porquésonmásjóveneslasrocasenmediodelocéanomientrasquelasde la periferia son mucho más viejas? Una conclusión lógica es que la dorsalmesoatlántica es una fila de volcanes que escupen constantemente nueva cortezabasáltica.Pero¿dedóndevienenlasrocasmuchomásantiguasenlasorillasdelascuencasoceánicas?

La segunda tecnología antisubmarinos, llamada el magnetómetro, fue la quecontribuyóconlainformaciónclavedelatectónicadeplacas.Lossubmarinosdelasegunda guerra mundial son básicamente trozos enormes de aleaciones ricas enhierro, así que son magnéticos. Gracias al desarrollo de los magnetómetros losaviones cazadores de submarinos podían volar sobre la superficie del océano ydetectar las anomalías magnéticas de un submarino enemigo cercano. Tras elconflicto los geofísicos inventaron nuevas clases de magnetómetros sensibles acambiosmáspequeñosenelcampomagnéticoyadaptaronestos instrumentospararemolcarlostraslosbarcosdeinvestigación,justosobreelfondodelmar.

Suobjetivoeraelbasaltodelsuelooceánico,quetieneunaseñalmagnéticadébilen forma de diminutos cristales del mineral de hierro magnetita. Se sabe que elcampomagnéticodelaTierracambialigeramentedeunañoalotro,loquesellamanvariacionesseculares.CuandoseenfríaelmagmadebasaltoestoscristalessequedancongeladosendireccióndelcampomagnéticodelaTierra,comodiminutasagujasdecompás. Así, el basalto del fondo oceánico conserva la orientación del campomagnético de la Tierra en el momento exacto en el que la roca se endureció. Laprósperadisciplinadelpaleomagnetismoestudiaestoscamposmagnéticosinvisiblesqueestánencerradosenelbasaltoyenotras rocas. (En tierra firmeunrevoltijodeseñalesmagnéticasproducidasporeldoblamientodelterreno,lacreacióndefallasyotrascontorsionesdelacortezacontinentala lo largodel tiempoprovocaqueestospatronesseconfundan).

A principios de la década de 1950 los oceanógrafos ubicaron magnetómetroscerca del suelo marino y recorrieron con ellos grandes trayectos a través de lasdorsales oceánicas. Esperaban que sus mediciones paleomagnéticas arrojaran unaimagen más clara de la variación secular en el fondo oceánico. Pero lo queencontraron fue, por el contrario, un patrón magnético muy extraño,sorprendentementeregularycomplicado.Cercadelafosatectónicacentral,tantodellado delAtlántico comodel Pacífico, el basaltomostraba la orientaciónmagnéticanormalyapuntabafielmentehaciaelpolomagnéticoboreal.Perovarioskilómetroshaciaelesteoeloestede la fosa tectónica laseñalmagnéticahaceungirode180grados: el norte magnético se encuentra casi exactamente opuesto a su posiciónactual,dondedeberíaestarelpolosur,yviceversa.Sinavegasvarioskilómetrosmásencualquierdirecciónelcampomagnéticogiranuevamente180gradosparavolveralaorientacióncorrecta.Sepuedeobservar cómoel campomagnéticocongeladoenlasrocasdalavueltaunayotravez,docenasdeveces,encualquiertrayectoquese


estudie.Un análisis adicional reveló tres hechos clave.El primero es que las rocas con

campos magnéticos revertidos forman franjas delgadas que corren de norte a sur,paralelas a las dorsales del océano Atlántico y Pacífico. Donde se rompe la fosatectónicacentral,desplazadaporlasfallasdetransformación,tambiénserompenlasfranjasmagnéticas.Elsegundohechoesquelospatronesdeestasfranjasmagnéticassonsimétricosrespectoalosejesdeladorsal:siviajashaciaelesteohaciaeloestedesde el centro verás exactamente la misma secuencia de franjas normales yrevertidas,algunasmásanchasyotrasmásdelgadas.Yelterceroesqueladataciónradiométricadeestosbasaltosdelossistemasdedorsalesentodoelmundoconfirmaque cada reversión ocurrió en forma simultánea y durante una época breve y biendefinida.Así,lasreversionesmagnéticassirvencomounaespeciedelíneadeltiempodelfondooceánico.

A esto le siguieron dos conclusiones lógicas, si bien muy sorprendentes. Laprimera esqueel campomagnético terrestre es enormementevariable: cadamediomillóndeaños,enpromedio,daungirode180grados,ylohavenidohaciendoasíalmenosdurante losúltimoscientocincuentamillonesdeaños.Las razonesdeestoscuriosos giros se entienden más o menos bien. Nuestro planeta es un enormeelectroimán;sucampomagnéticoesgeneradoporremolinosdecorrienteseléctricasque existen en el fluido que se mueve por convección en el manto externo de laTierra.Elcaloreselmotordeestaconvección;enlafronteraconelnúcleointeriorellíquidocalienteydensoseexpandeysube,yesremplazadoporunomásfríoydensoquesehunde.Losgeofísicosusansofisticadosmodelosdecomputadoraparamostrarque la rotación de la Tierra añade algunos giros complicados y caóticos a laconvección; estos movimientos provocan inversiones del campo magnético cadamediomillónde años,másomenos.La rotaciónde laTierra tambiénobliga a lospolosmagnéticosaquepasen lamayorpartedel tiempoalineadoscercadelejederotación estable, pero durante los periodos de inestabilidad del núcleo el campomagnéticopuedefluctuarenormementeydarunavoltereta, talvezenel transcursodeunsiglooinclusomenos.

La segunda conclusión es que las dorsales mesoceánicas producen una nuevacorteza de basalto a un ritmo de uno o dos centímetros al año.El basalto viejo sedesplazahacia los lados, tantohaciael estecomoaloeste, conforme la lavanuevatomasulugar.Lossistemasdedorsalesson,pues,dosgrandescintastransportadorasquecorrenensentidosopuestosyexponencontinuamentenuevofondooceánico.Elbasalto nuevo que se genera en la dorsal mesoatlántica expande el Atlántico, quepuedecrecerhastacincocentímetroscadaaño;enpromediocadanuevokilómetrodesuelo oceánico tarda unos 20mil años en emerger. Si reproducimos la película enreversaunoscientocincuentamillonesdeaños,nosencontraremosconqueelocéanoAtlánticonoexistía.AntesdeesaépocaAméricadebehaberestadounidaaEuropayÁfrica,talcomopropusoAlfredWegener.


Una de las presentaciones más influyentes de este notable descubrimientoaparecióen1961enelGeologicalSocietyofAmericaBulletin.ElgeofísicobritánicoRonaldMasonyelexpertoestadounidenseenelectrónicaArthurRaff,del InstitutoScrippsdeOceanografíaenCalifornia,trabajaronjuntosdurantecasiunadécadaparareunirunagrancantidaddeestudiosmagnéticosexhaustivosdelsuelooceánicocercade la costaoestedeAméricadelNorte.El plato fuertede su artículo fueunmapamagnético detallado de la dorsal de Juan de Fuca, una gran formación que seencuentraenelsuelodelocéanoPacífico,asóloundíadenavegacióndelospuertosdeOregon,elestadodeWashingtonylaColumbiaBritánica.

ElmapadeMasonyRaff,deunaausteridadmonocromática—lasfranjasblancasynegras representancamposmagnéticosnormales e invertidos, respectivamente—,muestradocenasdefranjasqueseextiendendenorteasur.Engrandeszonasde lacorteza del océano, cada una de cientos de kilómetros de ancho, prevalece launiformidad: cada unamuestra un patrón de franjas simétrico respecto a una fosatectónica central. Pero entre cada bloque adyacente el patrón se encuentra roto,desplazado a lo largo de líneas trazadas por las fallas de transformación y torcidocomouncuadrocubista.Elanálisisdelosdesplazamientosalolargodeestasfallas,la zona de fractura Mendocino, revela un notable desplazamiento lateral de 1100kilómetros de largo. En el interior de la corteza terrestre deben existir procesosextraordinariamentepoderosos,capacesdetransformarlatandramáticamente.

Comocomenzabanaacumularseevidenciasparecidasalolargodelossistemasde dorsales de todo el mundo, los geólogos, los geofísicos y los oceanógrafosempezaron a colaborar en un nuevo esfuerzo común. Todo apuntaba a la mismaconclusión: las correlaciones de la topografía del fondo oceánico, la sismología, elmagnetismoylaedaddelasrocas.Lacortezaterrestresecreaentodoelmundoenlossistemasdedorsales,dinámicaszonasdeactividadvolcánica.Lavelocidada laque se extiende el fondo oceánico ha quedado registrada en forma de patronessimétricosdefranjasmagnéticasyenlaedaddelosbasaltos.

Pronto una cascada de artículos importantes transformaron la mentalidadgeológica colectiva, y para mediados de la década de 1960 casi todos estabanconvencidosde loquealgunavezsehabíaconsideradoherético: loscontinentes semueven.El océanoAtlántico se ha ido ensanchando, año con año, durantemásdecienmillonesdeaños.

Elcasodelacortezadesaparecida

Los primeros años de la revolución de la tectónica de placas fueron una épocafrenética de descubrimientos, cambios de paradigmas y nuevas preguntas igual deintrigantes.Unadeestaspreguntassinresponderdestacóentrelasdemás:¿cómoesposiblequecada20milañosseagregueunanuevafranjadecortezabasálticadeun


kilómetrodeanchoacasi50milkilómetrosdedorsalesmesoceánicasenlosocéanosAtlántico,PacíficoeÍndico?¿Cómopuedecabertodaestanuevacorteza?Amenosque la Tierra se esté haciendomás grande—y durante un breve interludio en lasdécadasde1950y1960ungrupodegeólogos,pequeñoperomuyactivo,enelqueseencontraba Bruce Heezen, defendió el escenario insostenible de que la Tierra enefectoseexpandía—lacortezatienequeiraalgúnlado.

Los sismólogos encontraron la respuesta. En el clima de la guerra fría de ladécada de 1960 las armas nucleares se convirtieron en el tema central de lasismología(yensufuenteprimordialdefinanciamiento).TraslacrisisdelosmisilesconCuba en 1962, EstadosUnidos y laUnión Soviética acordaron un Tratado deProhibición Parcial de Ensayos Nucleares, que restringió las pruebas de armasnucleares a las detonaciones subterráneas. El cumplimiento del Tratado exigía unmonitoreosísmicocontinuomedianteunextenso(léasecaro)arreglodeinstrumentossensiblesalavibraciónqueseinstalaroninclusoenlaszonasmáslejanasdelglobo.ElresultadofuelaRedSismográficaEstandarizadaMundial(WWSSN,porsussiglasen inglés), que conectaba ciento veinte estaciones a una central de procesamientocomputarizadaenGolden,Colorado,hogardeunade lasramasde laUnitedStatesGeologicalSurvey.Porprimeravezenlahistoriafueposibleconocerconexactitudlasubicaciones,profundidades,magnitudesymovimientosdepequeñostemblores(ygrandesexplosiones)encualquierlugardelglobo.

LascienciasdelaTierracosecharonunenormebeneficioadicional.Armadosconsus nuevas herramientas, los geofísicos pudieron detectar miles de movimientosterrestres hasta entonces invisibles, y así documentaron patrones sísmicos globalesantesdesconocidos.Encontraronquecasitodoslosmovimientossúbitosenlacortezaterrestre tienen lugar a lo largo de delgadas líneas de actividad sísmica intensa,lugarescomo lasdorsalesmesoceánicas.Muchosotros terremotosocurrencercadecadenas de volcanes próximas a los márgenes de los continentes, por ejemploalrededordelfamoso«CinturóndeFuego»delPacífico.Estasviolentasregionesdela costadelPacífico,que incluyenFilipinas, Japón,Alaska,Chileyotras zonasdepeligro,formabanunpatróncomún.

Se sabía desde hacía tiempoque los terremotos relativamente superficiales (losqueocurrenaprofundidadesdeunoscuantoskilómetrosomenos)seoriginancercade las costas, en los alrededores de las fosas del fondo oceánico,mientras que losterremotosmásprofundosocurren tierraadentroy lejosde lacosta.Los terremotosmás profundos que se conocen suelen tener lugar bajo cadenas de volcanes muyexplosivosypeligrosos,comoelmonteSantaHelenayelmonteRainierenelestadodeWashington,quesuelenencontrarseaunadistanciaconsiderabletierraadentro.

Haciafinalesdeladécadade1960elWWSSNarrojónuevosdatosqueayudaronaentenderlosdetallesdelarelaciónentrelasfosasmarinasprofundas,losterremotosylosvolcanes.Elpatróncaracterísticodeterremotosprofundostierraadentro,lejosdelasfosas,ayudóaconstruirunaimagendeenormeslosasdecortezaoceánicaquese


hunden en el manto, bajo los continentes, a lo largo de lo que se llamó zonas desubducción.LaTierrasetraga,literalmente,laviejacortezabasáltica,muchomásfríaydensaqueelmantocaliente.Conformeelbasaltoensubducciónatrapayarrastraensu camino fragmentos de la corteza adyacente se forman las profundas fosasoceánicas.Porcadakilómetrocuadradodecortezanuevaqueseformaenlasdorsalesoceánicas desaparece un kilómetro cuadrado de corteza vieja en la zona desubducción.Lanuevacompensaconexactitudlavieja.

Lanuevacienciadelatectónicadeplacasfinalmenteadquirióclaridad,comosise hubiera levantado un velo. Las dorsales oceánicas y las zonas de subduccióndefinenlasfronterasdeunadocenadeplacasenmovimiento,cadaunadelascualesesfría(comparadaconelmantoquehaymásabajo),quebradiza(deaquílafracturadelosterremotos)ydeapenasunascuantasdecenasdekilómetrosdeespesorperodecientosdemilesdekilómetrosdeancho.Estasplacasrígidassimplementesedeslizansobrelasrocasdelmanto,máscalientesyblandas.ElCinturóndeFuegodelPacíficodelimitaunadelasgrandesplacas,ylaAntártidaylosmaresquelarodeanmarcanlasfronterasdeotra.LasplacasdeAméricadelNorteydelSurseextiendenhaciaeloestedesdeladorsalmesoatlánticayhastalacostadelPacíficodeAmérica,mientraslaplacaEurasiática se extiendehacia el estedesde ladorsalmesoatlánticahasta lacostadelPacíficodelestedeAsia.LaplacadeÁfrica,queseextiendedesdeladorsalmesoatlántica en el oeste hasta la mitad del océano Índico en el este, muestra unaspecto intrigantede ladinámicasuperficiede laTierra:elcontinenteafricanoestácomenzandoadesprenderse,puescontinuamenteseformannuevasfosastectónicas,marcadasporunacadenadelagosydevolcanesactivos,asícomoregionesaltasqueporciertosonelhogardealgunosdeloscorredoresdefondomásrápidosdelmundo.AlgúndíaÁfricasedividiráendosplacasentrelasquecreceráunnuevoocéano.

Conforme las dorsales oceánicas producen nuevomaterial para las placas y laszonas de subducción devoran el viejo, Euclides vuelve a entrar en escena paracomplicar el escenario: la Tierra es una esfera. La geometría del nacimiento ysubducciónde lasplacas sobreunaesfera requierequealgunasde lasplacas rocenconotrasalolargodefallasdetransformaciónconbordesirregulares,yestoexplicalasbandasdesplazadasqueMasonyRaffmostraronensufamosomapamagnéticode la dorsal de Juan de Fuca. La violenta falla de SanAndrés, que ha ocasionadomuchosterremotosmemorablesenCalifornia,esotradeestassuturas.Todoslosdíasseacumulamástensiónalolargodelafalla,pueslagranplacadeAméricadelNortesemuevehaciaelsurenrelaciónconlagranplacadelPacífico.TodoslosdíasestosinexorablesmovimientosdelasplacasacercanmásaloshabitantesdeLosÁngelesySanFranciscoalpróximo«granterremoto».

Estoesbásicamentetodoloquehayquesabersobrelasencillageometríadelatectónica de placas. Pero ¿qué pasa con las descomunales fuerzas que provocan elmovimiento de las placas? ¿Qué puede hacer que continentes enteros se muevan,rocenychoquenentresíalolargodecientosdemillonesdeaños?Larespuestase


encuentraenelcalorinternodelaTierra.LaTierraescalienteyelespacioesfrío.Lasegundaleydelatermodinámica,unconceptofundamentalentodoelcosmos,dicequeelcalorsiemprefluyedelosobjetosmáscalientesalosmásfríos.Así,elcalordebedispersarsepocoapoco,yencontraralgunaformadealcanzarelequilibrio.

Recuerdalostresmecanismosfamiliaresquepermitenlatransferenciadeenergíacalorífica.Todoslosobjetoscalientestransfierensucalorasusalrededoresenformaderadiación infrarroja; el calor también semueve, sibienen formamuchomenoseficiente,porcontactodirectooconducción,yporconvección,cuandounfluidosemueve entre regiones más frías y más calientes. La Tierra tiene que obedecer lasegundaleydelatermodinámica.Pero¿cómopuedemoverseconeficienciaelcalorentreelnúcleoardientey lacortezafría?Larocayelmagmaimpiden laradiacióninfrarroja,ylaconducciónesmuylentaynomuchomáseficiente.Asíquelaclavees la convección de las rocas delmanto, ablandadas por el calor hasta alcanzar laconsistenciadelcarameloblando.

Lasrocasde lasuperficiede laTierrasonmaterialesdurosyquebradizos,peromuyadentrodelaolladepresiónsobrecalentadaqueeselmantolasrocassehacentan blandas como si fueran de mantequilla. A lo largo de millones de años, ysometidasa laspresionesdel interiorprofundode laTierra, las rocas sedeforman,rezuman y fluyen. La rocas más calientes y con mayor flotabilidad subengradualmentehacialasuperficie,mientrasquelasrocasmásfríasydensassehundenen las profundidades. Existen grandes celdas de convección, cada una demiles dekilómetrosdeanchoycientosdekilómetrosdeprofundidad,quehacengirarelmantoterrestreenunmajestuosocicloinvisible.Elritmoalqueocurreestagranrevolturaplanetariaesigualmentegrande:unsologirodelaceldadeconvecciónpuedetomarcienmillonesdeañosencompletarse,omás.

Al principio, tal vez durante más de mil millones de años, la convección delmantobajo launiformecortezadebasaltoquecubría laTierradebehabersidounacaótica mescolanza. Aquí y allá las burbujas de granito de menor densidad seelevaban en pulsos y columnas desorganizadas hacia la superficie, donde seacumulabanyquebrabanelbasaltomásfríoydenso.Algunosfragmentosaisladosydensosdeesacortezafríasehundíanlentamentehaciaelinterior,enunintercambiodecalordeescalaglobal.

Durante los siguientes quinientos millones de años, el reciclado del manto sevolvió más organizado. Se consolidaron docenas de celdas de convección máspequeñas, cada una con columnas y láminas de magma en ascenso y bloques decortezaquesehundíanenlasprofundidades;unpuñadodeciclosmajestuosos,cadauno de varios kilómetros de profundidad y miles de kilómetros de extensión. Lanuevacortezabasálticaseformabaenelpuntoenelquelasceldasdeconvecciónseelevabanhaciaelfondooceánico,alolargodelasdorsalesencrecimiento,ylaviejay fría cortezabasáltica se hundía en elmanto enun ángulomuypronunciadoparaformarlazonasdesubducción,enunaTierracadavezmásdominadaporlosnuevos


procesos de la tectónica de placas. En un corte transversal las turbulentas capasexterioresde laTierra sehabríanvistocomounacolecciónde remolinosverticalesquedabanungirocompletocadacienmillonesdeañosomás.

Entonces,comoahora, lasuperficiede laTierra,enconstanteevolución,eraunreflejodelosprocesosdeenormeescalaqueocurríanenlasprofundidades.Sobrelaszonasdeconvecciónatravésdelasquesubíaelmagmacrecierongrandescadenasdevolcanesbasálticos.Seformaronfosasmuyabruptasenlospuntosenlosquelaviejacortezadesubducciónsehundíaenelmantoyplegabayarrastrabaconsigoelfondooceánico adyacente. La subducción también aceleró la siempre importanteproduccióndegranito.Conformelacortezadesubduccióndebasaltofríoyhúmedose hundía más y más profundamente, devorada nuevamente por el interior de laTierra,secalentabaycomenzabaafundirse,nodeltodoperotalvezsíun20oun30porciento.Estoscrecientesvolúmenesdemagmagraníticovolvieronaemergeralasuperficie y formaron cadenas de islas volcánicas grises de cientos de metros delargo.Todoestabalistoparacomenzaraconstruirloscontinentes.

Larevolución

Elgranitoflota,elbasaltosehunde:ésaeslaclavedelorigendeloscontinentes.Losmagmas de composición granítica sonmuchomenos densos que su rocamadre, elbasalto,asíqueesinevitablequesuban,paracristalizarseenformademasasderocacercanasalasuperficie,oquehaganerupciónatravésdevolcanesquearrojancapasdecenizassobrelasuperficie.AlolargodelosmilesdemillonesdeañosdehistoriadelaTierraesteprocesocontinuohadadoorigenaincontablesislasdegranito.

La tectónica de placas no sólo produjo estas cadenas de islas con raíces degranito;tambiénlascongregóenformadecontinentes.Laclaveresideenelsimplehechodequeelgranitonopuedesubducirse.Elbasaltodensosobreelcualflotasehundefácilmenteenelmanto,peroelgranitoescomouncorchoqueflota.Unavezque se forma, se conserva en la superficie. Conforme la subducción produce másislas,eláreatotaldegranitocreceenformairreversible.

Imagínateunaplacaensubducciónbajolacortezaoceánica,salpicadadeislasdegranito que no pueden hundirse. El basalto se subduce, pero las islas no. Debenpermanecer en la superficie y formar una franja de tierra justo sobre la zona desubducción.Alolargodedecenasdemillonesdeañosseapilanmásymásislasdegranitoylafranjasehacemásymásancha,conformenuevosvolúmenesdemagmasgraníticos se elevande la losa en subducciónpara engrosar y expandir aúnmás elcontinente. Las islas se amalgaman para formar protocontinentes, que a su vez sesumanparaformarcontinentes,delmismomodoquelascondritasdenuestrosistemasolaralgunavezseamalgamaronpara formarplanetésimosy losplanetésimosparaformarplanetas.


Elcicloépicodelatectónicadeplacastransformanuestromundo.LasuperficiedelaTierra,delgada,fríayquebradiza,serompeysemuevecomolaespumaenunaolla de sopa que hierve. La nueva corteza emerge de las dorsales volcánicas, querevelan las zonas en lasqueemergen lasprofundas celdasde convección.Laviejacortezaesdevoradaen las zonasde subducción,que revelan lospuntos en losquedesciendenlasceldasdeconvección.Lasalteracionesmásviolentasdelasuperficiede la Tierra—los peores terremotos, los volcanesmás grandes— no sonmás queincidentesinsignificantes,pestañeos,comparadosconlospoderososmovimientosdeescalaglobalqueocurrenensusprofundidades.

La tectónicadeplacas también revolucionó lascienciasde laTierra.Enépocasanteriores, en la edad de las tinieblas de la tectónica vertical, cada disciplinageológica se estudiaba por separadoy no parecía guardar ninguna relación con lasdemás. Antes de la revolución los paleontólogos no tenían ninguna necesidad dehablar con los oceanógrafos; el estudio de los volcanes tenía poco que ver con lageologíadeyacimientos;alosgeofísicosnolesinteresabaelorigendelavidanilaevolución,ylasrocasqueexistíanenunpaísnoparecíantenerningunarelevanciaenrelación con las rocas de otro, y mucho menos con las rocas del lejano fondooceánico.

La tectónica de placas unificó todo lo que tenía que ver con la Tierra. Ahorapodemosrelacionarcongranprecisiónlosorganismosfósilesqueexistenalolargode anchos océanos.Los terrenos volcánicos extintos conducen a losmineros haciayacimientos muy valiosos ocultos en sus zonas de subducción correspondientes,solidificadasdesdehacemillonesdeañosdentrodelarocacontinental.Losestudiosgeofísicosdeloscontinentesenmovimientoexponenalgunasinfluenciasclaveenlaevolucióndelasplantasylosanimales.LatectónicadeplacasrevelaalaTierracomounsistemaplanetariointegrado,desdelacortezahastaelnúcleo,yaescalasquevandesdelananométricahastalaglobal,conunsoloprincipiounificadoralolargodeltiempoydelespacio.

Tomó un tiempo que la producción de granito pasara de ser un mosaicodesordenadodeislasformadasporcolumnasdemagmaydominadoporlatectónicaverticalaunconjuntoordenadodecontinentesformadosporprocesosdesubducción.ParacuandolaTierracumplió1500millonesdeañoselmantodeconvección—esazona de 2800 kilómetros de espesor que contiene casi toda la masa y la energíatérmicade la tierra—había transformado irrevocablemente la superficiedenuestroplaneta. A diferencia del basalto negro, las masas crecientes de granito desnudoteníanuncolorblancogrisáceo,elcolortípicodelasmezclasdecuarzoyfeldespato.Asíquesiviajaraseneltiempoaeseantiguomundo,hacetresmilmillonesdeaños,teencontraríasalgunospaisajesconocidos.Podríascaminarporlosprotocontinentes,carentesdetodavegetación,cubiertosporcolinasescarpadasyvallesprofundos,nomuydiferentes a ciertas zonascosterasdelÁrtico.Te tocaríanalgunosperiodosdeclimaviolento,puntuadospordíasdecielosazulesy soleadosynubecitasblancas.


Encontrarías un océano saturado de minerales disueltos, entre ellos carbonatos decalcio y de magnesio que ocasionalmente se depositarían como capas de cristalessobreelfondooceánicodebasalto.Podríassentarteenlasprimerasplayasdearenasblancas, ricas en duros granos de cuarzo que se erosionaron del granito gris, acontemplar el mar azul. Pero pronto te asfixiarías en la densa atmósfera, rica ennitrógenoydióxidodecarbonoperosinelmásremotoolorcillodeoxígenovital.

La invenciónde los continentes—masas de tierra formadas a partir de unagruesacorteza de granito— no es más que un acto secundario en el gran desfile de laevolucióndelaTierra.Lassuperficiesdegranito,formadasapartirdelcalentamientodel basalto en las profundidades y de su fundición parcial en la superficie, y quecubrían casi toda la tierra, parecían costras cada vez más grandes en la prístinasuperficie negra de nuestro planeta. Poco a poco las gruesas losas de granito, queflotaban sobre una base de basalto denso, se elevaron sobre el nivel del mar ysentaron las bases de todos los grandes continentes, lo que hoy, desde nuestraperspectivaantropocéntrica,percibimoscomolaTierrasólida.



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Capítulo6

LaTierraviva

Losorígenesdelavida

EdaddelaTierra:de500millonesa1000millonesdeaños

A sus 500millones de años de edad laTierra, apenas una niña, todavía no dabaninguna pista de lo precoz que estaba a punto de volverse. La Tierra podía haceralardedesudramáticovulcanismo,sinduda,perotambiénotrosplanetasylunasdenuestro sistema solar. La Tierra estaba agraciada por océanos que cubrían toda susuperficie, pero tambiénMarte por esos días, y Europa y Calisto, las gigantescaslunasdeJúpiter,estabanenvueltasenocéanoscubiertosdehielodemásdeochentakilómetrosdeprofundidad,demodoqueconteníanunaproporciónmuchomayordelprecioso líquido en la superficie. La tectónica de placas contribuyó a transformarnuestroplaneta,peroenesosprimerosañosVenusytalveztambiénMarteteníansuspropiosfenómenostectónicosimpulsadosporconvección.

Nisiquieralaquímicaterrestredistinguíanuestroplanetadelosdemás.Elbasaltoy el granito fueron las piedras fundacionales de todos los planetas rocosos. Todosestaban compuestos básicamente por oxígeno, silicio, aluminio,magnesio, calcio yhierro. La Tierra tenía su reserva de carbono, nitrógeno y azufre, pero en nuestrosistemasolartambiénhabíaotrosmundosdotadosdeesoselementosvitales.EncasicadaaspectolaTierradehacecuatromilmillonesdeañosparecíaunplanetabastantecorriente.

PerolaTierraestabaapuntodevolverseúnicaentrelosmundosqueconocemos.Esverdadqueasusquinientosmillonesdeañosyaeraunlugarúnico,porqueningún


otro planeta o luna había soportado episodios tan extensos de cambio; ningúnotroplaneta había cambiado su aspecto externo en forma tan radical y frecuente. Peroestas metamorfosis sólo eran diferentes en escala, y no en clase. El motor másdinámicodelcambioplanetario—elquedistinguealaTierradetodoslosdemás—aún no emergía. Sólo laTierra cobró vida. El origen y la evolución de la biosferadistinguealaTierradetodoslosotrosplanetasylunasconocidos.

¿Quéeslavida?

¿Quésignificaestarvivo?¿QuéesestefenómenoquehacealaTierratandiferentedel resto del universo conocido? Podemos tratar de describir la vida como unconjunto de rasgos entrecruzados: una estructura compleja, aparejada con lacapacidad de moverse, crecer, adaptarse y reproducirse. Podemos señalar algunosatributoscelulares tancaracterísticoscomo lamembranao lasgrandeshebrasde lamolécula genética ADN. Pero no importa qué tan larga sea nuestra lista de rasgosdiagnósticos,siempreparecehaberalgunasexcepciones.Loslíquenesnosemueven.Lasmulasnosereproducen.

Laquímicaofrecefundamentosmásfirmesparadefinirquéeslavida,puestodoslos seres vivos son sistemasmoleculares organizados que experimentan reaccionesquímicas de una complejidady una coordinación asombrosas.Todas las formasdevidaestáncompuestasporconjuntosdiscretosdemoléculas (células) separadosdelexterior(elmedioambiente)porunabarreramolecular.Estasastutascoleccionesdesustancias químicas han desarrollado dos formas interdependientes deautopreservación—el metabolismo y la genética— que juntas permiten distinguirinequívocamentelovivodelonovivo.

El metabolismo es un conjunto diverso de reacciones químicas que todas lasformasdevidausanparaconvertirátomosyenergíadesuentornoenmaterialesparasus células. Las células, diminutas fábricas químicas, absorben materias primasmolecularesy combustibleyusanesos recursos,obtenidos congranesfuerzo,paramoverse,repararse,crecery,devezencuando,reproducirse.Eigualquelasfábricasquímicas, y a diferencia de los incendios forestales o las reacciones nucleares encadena que existieron dentro de la primera estrella generadora de elementos, lascélulas controlan y regulan estas reacciones con exquisita precisión medianteretroalimentacionestantopositivascomonegativas.

Peroelmetabolismonobasta,porsímismo,paradefinirlavida.Adiferenciadesumedioambiente inerte, lascélulascontieneninformaciónenformademoléculasdeADN,ypuedencopiarypasarestainformaciónmoleculardeunageneraciónalaotra.Esmás,lainformaciónpuedemutar;confrecuencialasmoléculassecopianconerrores, locualproducevariacionesgenéticas.Así, lasmutacionesson la fuentedenovedades químicas, inventos que le permiten a la población de células competir


contraotraspoblacionesmenoseficientesparasobrevivirduranteépocasdecambioambiental,oparaexpandirsupresenciaennuevosnichosambientales.

De este modo, tanto el metabolismo como la genética deben caracterizar lamateriaviva,peroresultasorprendentequelosbiólogosnohayansidocapaceshastaahora de concebir una definición única y universalmente aceptada de vida. ElProgramadeExobiologíadelaNASA,quetieneelencargodeinvestigarlosorígenesde la vida y la posibilidad de que exista en otros planetas, es tal vez el que se haacercadomása estadefinición.En1994unpanelde laNASA presididoporGeraldJoyce,delInstitutoScripps,sedecidióporunasencillafrase:«Lavidaesunsistemaquímicoautosustentablecapazdeexperimentarevolucióndarwiniana».

Joyce,quienlideralosesfuerzosporconstruirvidaenellaboratorio(trabajaenuncampo de investigación más bien futurista, llamado biología sintética), consiguióhacepocoun logroextraordinarioenelcampo:desarrollóunconjuntodemilesdemoléculasdistintasqueinteractúanentresíparaformar,dentrodeuntubodeensayo,unacomunidadautosustentableyenevolución.Este intrincadoproceso,queocurreentrelasparedesdeunrecipientedecristal,ocasionaqueconeltiempocambienlasproporciones de diversas moléculas que estaban presentes en el inicio delexperimento,sibienlasmoléculasmismassoncopiasexactasdelasoriginales.Joycesediocuentadequeunsistemaquímicoquenohacemásqueproducirduplicadosadnauseam, incluso si las proporciones relativas de esas moléculas cambian con eltiempo,noesmuchomásqueuna fotocopiadoramolecular.Los sistemasvivientesnaturales, por el contrario, tienen la habilidad de mutar, y al hacerlo adquirircapacidades completamente nuevas, como explorar nuevos medios ambientes,sobrevivir cambios ambientales inesperados, desempeñar nuevas tareas y ganarle alosvecinosenlacompetenciaporlosrecursos.AsíqueJoycerevisósudefinicióneincluyóunacaracterísticamás:«Lavidaesunsistemaquímicoautosustentablecapazdeincorporarnovedadesydeexperimentarevolucióndarwiniana».Meparecequelomásnotabledeestecambio fuequealdarsecuentade losutilquees lavidaJerryJoyce haya tenido la modestia de cambiar la definición de la NASA, en vez dearrogarseelpuesto,históricoaunquefrankensteiniano,deserelprimercientíficoquecreóvidaenellaboratorio.

Materiaprima

¿CómolehizoelplanetaTierra,inertehastaentonces,parainventarelmetabolismoyla genética? Casi todos los que estamos en este negocio del origen de la vidasospechamos que la aparición de la primera célula fue un proceso geoquímicoinevitable. La Tierra poseía todas las materias primas esenciales. Los océanos, laatmósfera,lasrocasylosmineraleseranricosenloselementosnecesarios:carbono,oxígeno,hidrógeno,nitrógeno,azufreyfósforo.Tambiénlaenergíaeraabundante:la


radiaciónsolaryelcalor internodelaTierraproveíanlasfuentesmásfiables,peropuedenhabercontribuidolosrelámpagos,laradiactividad,losimpactosdemeteoritosy muchas otras formas de energía. (Y por lo tanto, existen tantas teorías sobre elorigendelavidacomofuentesdeelementosydeenergíahay).

Casi todomundoconcuerdaenunaspecto:elcarbono,elelementomásversátildelatablaperiódica,tuvoelpapelprotagónico.Ningúnotroelementopuedeformardiseñosmolecularestanricosodesempeñarfuncionesmolecularestandiversas.Losátomosdecarbonoposeenunahabilidadinigualableparaenlazarseaotrosátomosdecarbono, así como a miles de otros elementos —en particular el hidrógeno, eloxígeno,elnitrógenoyelazufre—conhastacuatroenlacessimultáneos.Elcarbonopuedeformarlargascadenasdeátomos,oanillosentrelazados,ocomplejosarreglosqueseramifican,ocasicualquierotraformaimaginable.Esasíqueformalacolumnavertebraldeproteínasycarbohidratos,degrasasyaceites,delADNydelARN.Sólolaspolifacéticasmoléculas basadas en el carbono parecen compartir las característicasdualesquedefinenlavida:lacapacidaddereplicarseylacapacidaddeevolucionar.

Cada partícula de comida que ingerimos, cada medicina que tomamos, cadaestructuradenuestrocuerpoyde loscuerposde todos losdemásseresvivosestáncargadosdecarbono.Entodosladoshaysustanciasquímicasbasadasenelcarbono:enpinturas,pegamentosytintes,enplásticos,enlasfibrasdeturopayenlassuelasde tus zapatos, en las páginas y la encuadernación y la tinta de este libro, y encombustiblesricosenenergía,desdeelcarbónyelpetróleohastaelgasnaturalylagasolina.Y,comoveremosenelcapítulo11,nuestradependencia,cadavezmayor,de combustibles basados en el carbono y en otras sustancias está implicada enalgunoscambiospreocupantesenelmedioambientedelasuperficiedelaTierraqueestánocurriendoaunritmotalvezinéditoenmillonesdeaños.

Ysinembargo,elcarbononopudoproducirporsucuentalanotableprogresiónde geoquímica a bioquímica. Todos los grandes poderes de transformación de laTierra —el agua, el calor, los relámpagos y la energía química de las rocas—desempeñaronsupapelenelorigendelavida.

Pasouno:ladrillosycemento

Nadiesabeexactamentecómo(ocuándo)ocurriólaantiguatransicióndeunmundoinerteaunollenodevida,perograciasalainvestigaciónespecializadaqueserealizaen docenas de laboratorios alrededor del mundo están saliendo a la luz algunosprincipiosbásicos.Labiogénesisdebehaberocurridocomounasecuenciadepasos,cadaunode loscualesagregóunpocodecomplejidadquímicaalmundo.Primerotuvieronque aparecer los bloquesde construcciónmolecular.Luego esas pequeñasmoléculas tuvieron que ser seleccionadas, concentradas y organizadas en lasestructurasesencialesde lavida,comomembranas,polímerosyotroscomponentes


funcionales de la célula. En algúnmomento esta colección demoléculas tuvo quehacer copias de sí misma y desarrollar algún método para transmitir informacióngenética de una generación a la otra.De lo demás se encargó la selección naturaldarwiniana:surgiólavida.

Elprimerpasodelabiogénesis,yelmejorentendidodetodos,fuelaproduccióndesenfrenada de los bloques de construcción molecular de la vida: azúcares,aminoácidos,lípidosyotros.Estassustanciasquímicasesenciales, todasbasadasenelcarbono,eseelementotanversátil,surgensiemprequelaenergíapuedainteractuarconmoléculassimplescomoeldióxidodecarbonoyelagua.Lamateriaprimadelavida se formó allí donde los relámpagos perforaron la atmósfera, donde el calorvolcánico hizo hervir las profundidades del mar, incluso donde la radiaciónultravioleta bañó las nubes moleculares en las profundidades del espacio, muchoantesdequelaTierranaciera.Enlosantiguosmaresdenuestroplanetacomenzaronaconcentrarselassustanciasdelavida,conformelasbiomoléculascaíandeloscielosenformadelluviayemergíandelasprofundidadesdelaTierra.

Lainvestigaciónmodernasobreelorigendelavidacomenzóen1953,conelquesiguesiendohastahoyelexperimentomásfamosoenelcampodelabiogénesis.ElquímicoHaroldUrey,profesorde laUniversidaddeChicagoyganadordelpremioNobel,ysudecididoalumnoStanleyMiller,diseñaronunsencilloyeleganteaparatodevidrioparasimular lascondicionesde laTierraantigua.Elaguahirviendohacíalas veces del ardiente océano hadeico, una mezcla de gases simples imitaba laatmósfera primitiva de la Tierra y algunas chispas eléctricas simulaban losrelámpagos.Despuésdeunoscuantosdíaselagua,hastaentoncesincolora,adquirióun tinte rosado y luego café, y se pobló de moléculas orgánicas. El vidriotransparentesellenódeunfangoorgániconegroypegajoso.

Losanálisisquímicosde rutinaque realizóMiller revelaronunaabundanciadeaminoácidosydeotrosbloquesdeconstrucciónbiológicos.Suartículode1953enlarevistaScience, en el que anunció los resultados, produjo una ola de encabezadossensacionalistasalrededordelmundo.Losquímicosselanzaronenmanadaalestudiodelaquímicaprebiótica.Yaunquesecuestionólacombinaciónexactadelosgasesatmosféricos en el experimentoMiller-Urey, se han realizadomiles de variacionesexperimentales sobre el tema que han establecido, más allá de toda duda, que laTierraprimitivadebióhaberestadorepletadelasmoléculasesencialesparalavida.Elexperimentode1953ysusdescendientesfuerontanexitososquemuchosexpertospensaronqueelmisteriodelosorígenesdelavidaestababásicamenteresuelto.

Esteentusiasmoinicial,yelcontinuointeréseneltema,puedenhabercobradounprecio.ElmagistralexperimentodeMillerdeterminóquelainvestigaciónsobrelosorígenes de la vida debía desarrollarse en el campo de la química orgánica, yestablecióelparadigmadeque lavidaemergióapartirdeuncaldoprimigenio, talvezun«tibioestanque»(haciendoecoalasespeculacionesqueDarwinhizoparasícasi un siglo antes). En la década de 1950 pocos científicos experimentales se


detuvieron a considerar la asombrosa complejidad de los ambientes geoquímicosnaturales, alterados por los ciclos diarios de noche y día, calor y frío, humedad ysecas, y muchas otras variables. Tampoco consideraron la gama de gradientesnaturales,porejemploentemperatura,cuandoelmagmaentraencontactoconlafríaaguadelocéano,oensalinidad,cuandounarroyodeaguafrescapenetraenelocéanosalado.Y ninguno de los experimentos deMiller incorporó rocas yminerales, tanquímicamentediversos, condocenasde elementosdominantesy secundariosy confases cristalinas energéticas y reactivas. Asumieron que la superficie de la Tierra,entibiadaporlaluzsolar,eradondetendríaquehaberocurridotodalaacción.

La influencia deMiller fuemuy poderosa, y él y sus seguidores dominaron lacomunidaddeinvestigadoresdelorigendelavidadurantemásdetresdécadas.Asuartículo le siguieron cascadas de publicaciones; aparecieron nuevas revistas, se lesconcedieronhonoresypremiosyelfinanciamientoestatalfluyóendireccióndelos«milleritas».Peroafinalesdeladécadade1980sedescubrieronecosistemasenloshumeantesrespiraderosvolcánicosdelosocéanos,yestodioorigenaunaalternativaviableparael«caldoprimigenio».Enesaszonasoscurasyprofundas,alejadasdelailuminada superficie del océano, existen fluidos ricos enminerales que interactúanconlaardientecortezavolcánicaparadarlugararespiraderosparecidosagéiseresenel fondo oceánico. Estos respiraderos arrojan chorros de agua hirviendo que, alcontacto con el agua helada del océano, crean una precipitación constante deminerales (las partículas microscópicas que producen el «humo» negro). En estoslugaresasombrososyocultosabundalavida,alimentadaporlaenergíaquímicadelafronteraentrelacortezayelocéano.

La batalla entre diversos paradigmas sobre el origen de la vida revelamuchascosassobrelasociologíadelaciencia.Porunlado,elprocesoMiller-Ureyprodujounconjuntodebiomoléculassorprendentementesimilaralqueusanlosseresvivos.Lamezclade aminoácidos, carbohidratos, lípidosybases casi parece serunadietabienbalanceada.Comose leocurriódecir aHaroldUrey:«SiDiosno lohizoasí,perdió una buena apuesta». Pero los devotos creyentes que se encontraban en lacanchadeMillerhicieronalgomásqueapoyarlaideadelcaldoprimigenioactivadopor la energía de los relámpagos: también tuvieron buen cuidado de rechazarpúblicamentetodaslasideasquepodíancompetirconlasuya.

PerolaeficaciadelacamarilladeLaJollaparaobstruirnuevasideascomenzóamenguar con el sorprendente descubrimiento de los negros respiraderos volcánicosque describo arriba, así como de la poderosa influencia de laNASA, que tenía suspropias ambiciones.El descubrimientodemicrobios en los respiraderosvolcánicosvinoaconfirmarquelavidapuedeprosperarenambientesextremos,lugaresenlosquealageneraciónanteriordebiólogosnisiquieraselehabíaocurridobuscar.Hoysabemos que hay microbios que prosperan en los arroyos ácidos que forman losdesechosdelasminasyenestanqueshirvientessobrealgunaszonasvolcánicas.Losmicrobiosselasarreglanparaganarselavidadentrodelasheladasrocasantárticas,y


sobreviven en partículas de polvo estratosférico, a muchos kilómetros sobre lasuperficie. Existen grandes ecosistemasmicrobianos bajo la superficie sólida de laTierra, a kilómetros de profundidad, donde las células viven en lasmás diminutasgrietasyfisurasysubsistenapartirdelaexiguaenergíaquímicadelosmineralesybienpuedenconformarlamitaddelabiomasadelaTierra,lomismoquetodoslosárbolesyloselefantesylashormigasylaspersonascombinadas.Sipuedeprosperarestavidaextremófila—siunafracciónsignificativadelavidaenlaTierrasobreviveenambientesprofundos,protegidosdelasagresionesdelosasteroidesyloscometas—,¿nopodríahaberseoriginadoallí?

LaNASA, cuyas posibilidades de financiamiento científico están estrechamentevinculadasconlaposibilidaddehacergrandesdescubrimientos,saltódealegríaanteestanoticia.SilavidaestálimitadaasurgirenunescenariotipoMiller-Urey,enlasuperficie de un planeta acuático bañado por la luz solar, eso querría decir que laTierraytalvezMarte(ensusetapastempranas,susprimerosquinientosmillonesdeaños)seríanlosúnicosmundosanuestroalcanceenlosqueexistiríalaposibilidaddequesurgiera lavida.Pero si lavidapuedeapareceren lasprofundidadesoscurasycalientesdeunazonavolcánicabajolasuperficie,muchosotroscuerposcelestesseconvertirían en objetivos interesantes para la exploración. En Marte deben existiractualmentezonashidrotermalesprofundasen lasque lavidapodríaperdurarhastahoy.VariaslunasdeJúpiterestánlistasparalainvestigaciónbiológica,ytambiénloestá Titán, una luna de Saturno tan grande como la Tierra y rica en compuestosorgánicos.Inclusoalgunosdelosasteroidesdemayortamañopuedenalbergarzonashúmedasycalientes,capacesdeproducirvida.Silavidasurgióenlasprofundidadesde la Tierra la investigación (y el financiamiento) de la NASA para la exobiologíapodríadurarmuchasdécadas.

Se puede decir que mis colegas del Instituto Carnegie y yo somos los reciénllegados a este asunto del origen de la vida. Nuestros primeros experimentos delaboratorio patrocinados por la NASA, en 1996, se diseñaron con el propósitoespecíficodeprobar la síntesisorgánica en regímeneshidrotermales con fumarolasnegras, donde prevalecen altas temperaturas y presiones. ComoMiller, sometimosmezclas de gases simples a condiciones energéticas, en nuestro caso calor ysuperficies minerales químicamente reactivas, las mismas que uno esperaríaencontrar en una zona volcánica profunda. ComoMiller, produjimos aminoácidos,lípidosyotrosbloquesdeconstrucciónde lavida.Nuestros resultados,queyahansido replicados y extendidos enmuchos laboratorios, demuestranmás allá de todadudaqueresultafácilsintetizarunconjuntodemoléculasvitalesenlascondicionesextremas de la corteza exterior. Los gases volcánicos que contienen carbono ynitrógeno reaccionan fácilmente con las rocas y el agua de mar para formarvirtualmentetodoslosbloquesdeconstrucciónbásicosparalavida.

Es más: estos procesos de síntesis son controlados por reacciones químicasrelativamente suaves llamadas reacciones de reducción y oxidación, o reacciones


redox, tales como la oxidación del hielo o la caramelización del azúcar, queconocemosbien.Éstassonelmismotipodereaccionesquímicasquelavidautilizaparaelmetabolismo,ycontrastandrásticamenteconlosviolentosefectosionizantesde los relámpagos o de la radiación ultravioleta.De hecho, si bien los relámpagospueden facilitar la producción de pequeñas biomoléculas, con la misma facilidadpuedenconvertir estosbloquesdeconstrucciónen trizasmoleculares.ParamuchosdelosqueestamosenelnegociodelorigendelavidatienemássentidoquelaTierrafabricarasusmoléculasprebióticasmediantereaccionesquímicasmenosenergéticas,másomenosigualesquelasdelascélulasactuales.

Stanley Miller y sus seguidores hicieron todo lo que pudieron para desmentirnuestras conclusiones y cancelar nuestro programa de investigación. Durante unfrenesí de publicaciones adversas argumentaron que las altas temperaturas de lasfuentes hidrotermales destruirían de inmediato cualquier biomolécula útil queestuvierapresente.«Lahipótesisdelasfuenteshidrotermalesesunfracaso»,sequejóMillerenunaentrevistaen1998.«Nisiquieraentiendoporquétenemosquehablarsobre ella». Miller y sus colaboradores basaban sus argumentos en algunoscuidadosos experimentos en los que las biomoléculas se degradaban en el aguahirviendo.PeroestosestudiossimplistasnopodíanimitarlacomplejidaddelaTierraprimordial; no tomaban en cuenta los enormes gradientes de temperatura y decomposicióndelasprofundidadesdelocéano,elflujoturbulentoylosciclosdelasfuenteshidrotermales,lacomplejidadquímicadelaguademarricaenmineralesolassuperficies protectoras de las rocas con las que hoy sabemos que se unen lasbiomoléculas.Finalmente, el estudiode losorígenesde lavidaha idomásalládelexperimentoMiller-Urey,yparamuchosexpertoslaszonasprofundasyoscurasdelaTierrasonelescenarioprincipalenelestudiodelorigendelavida.

Comodijeantes,esprobableque todos los entornosantiguosquecontaranconfuentes de energía y pequeñas moléculas con carbono produjeran su dotación deaminoácidos, azúcares, lípidos y otros bloques de construcción molecular. Unaatmósfera salpicada por relámpagos o expuesta a una alta dosis de radiación siguecompitiendo como una teoría de la biogénesis, y también la de las fuenteshidrotermales y otros entornos profundos y calientes. Las biomoléculas se formandurantelosimpactosdeasteroides,enlaspartículasdepolvobañadasporlaluzsolaren loaltode laatmósferayennubesmolecularesen lasprofundidadesdelespacioexpuestasalosrayoscósmicos.CadaañolluevensobrelaTierratoneladasdepolvoespacialcargadodecompuestosorgánicos,yasíhasidopormásde4500millonesdeaños.Hoysabemosquelosbloquesdeconstruccióndelavidaestándiseminadosportodoelcosmos.

Pasodos:selección

Hacemediosigloelmayorretodelainvestigaciónsobrelosorígenesdelavidaera


sintetizarlasmateriasprimas:losladrillosyelcementodelavida.ParaprincipiosdelsigloXXIesteproblemaestabaprácticamenteresuelto;loscientíficossedieroncuentade que la Tierra debió haber estado cubierta con un consomé diluido de losingredientesvitalesparalavida.Buenapartedelaatenciónseencuentraahoraenlaselección,laconcentraciónyenelensamblajedelosbiopedazosenmacromoléculasparadarlugaralasmembranasquerodeanlacélula,lasenzimasquepromuevensusreacciones químicas y los polímeros genéticos que transmiten información de unageneraciónalasiguiente.

Existendosprocesosqueprobablementedesempeñaronunpapelimportante.Unoeselautoensamblaje,duranteelcualungrupodemoléculasalargadas—lípidos—seagruparon en forma espontánea para formar las membranas que delimitaron lasprimerascélulas.Loslípidostienendelgadascolumnasvertebralesconformadasporalrededor de unadocenade átomosde carbono, y en ciertas condiciones tienden aautoensamblarseenformadeesferashuecasmicroscópicas; lasmoléculasalargadassealineanunaalladodeotracomolassemillasdeundientedeleón.Enunodelosartículosmásinfluyentesquesehanpublicadosobreeltemadelorigendelavida,elbioquímicodeCaliforniaDavidDeamerdescribecómoextrajounconjuntodeestasversátilesmoléculasorgánicasdelmeteoritoMurchison,ricoencarbono(unamezcladesustanciasquímicasqueseformaronenelespaciomuchoantesquelaTierra),yencontró que pronto se organizaban por su cuenta en forma de diminutas esferitasparecidasacélulas, conun interioryunexterior, algoasí comopequeñasgotasdeaceiteenelagua.Haceunosaños,Deameryyodescubrimosquelasmoléculasricasen carbono que se forman bajo grandes temperaturas y presiones en las fuenteshidrotermales se comportan de forma muy parecida. Éste y otros experimentosdemuestranquelasvesículasrodeadasporunamembranasonunrasgoinevitabledelmundoprebiótico;elautoensamblajedeloslípidosdebehaberdesempeñadounpapelclaveenlosorígenesdelavida.

Elrestodelosbloquesdeconstruccióndelavidanosuelenautorganizarse,peropueden concentrarse y organizarse en las superficies protectoras de las rocas y losminerales, en loque seconocecomosíntesisdirigidaporplantillasmoleculares, elsegundode losprocesosdeselección.Losexperimentosque llevamosacaboenelInstitutoCarnegiealolargodelaúltimadécadarevelanquemuchosdelosbloquesde construcción molecular más importantes se adhieren a prácticamente cualquiersuperficiemineral.Losaminoácidos, losazúcaresy loscomponentesdelADNydelARNseadsorbensobrelosmineralesmáscomunesenlasrocasterrestres,quesuelenformarpartedelbasaltoyelgranito:elfeldespato,elpiroxeno,elcuarzoyotros.Esmás: cuando varias moléculas compiten por el mismo trozo de bienes raícescristalinos, con frecuencia cooperan para producir sobre la superficie complejasestructuraspropiasqueinclusopuedenpromovermásadsorciónymásorganización.Así,llegamosalaconclusióndequeresultamuyprobablequeencualquierzonadelocéano prebiótico que entrara en contacto con minerales surgieran grupos


concentradosdemoléculasvitalesapartirdelcaldoamorfo.Ahora bien, llegados a este punto tengo que hacer una advertencia. En la

investigaciónsobrelosorígenesdelavida(yprobablementeencasitodaslasdemásdisciplinas)loscientíficossesientenatraídoshaciamodelosqueponenderelievesupropiaespecialidadcientífica.StanleyMiller,queeraquímicoorgánico,ysuséquitocreyeron que el origen de la vida era fundamentalmente un problema de químicaorgánica.Losgeoquímicos,porelcontrario,hantendidoaconcentrarseenescenariosmás complejos que suponen variables como la temperatura y la presión y rocasquímicamente complejas. Los expertos enmoléculas de lípidos capaces de formarmembranas promueven el «mundo lípido», mientras que los biólogos molecularesqueestudianelADNyelARNconsideranqueel«mundoARN»eselmodeloavencer.Losespecialistasqueestudianvirus,ometabolismo,oarcillas,o loprofundode labiosfera tienen sus propios prejuicios idiosincrásicos. A todos nos pasa; nosconcentramosenlascosasqueconocemosmejor,ycontemplamoselmundoatravésdeesalente.

Yoestudiémineralogía,asíquenoresultamuydifíciladivinarcuálesmiteoríapredilecta sobre los orígenes de la vida.Mea culpa. Muchos otros científicos queinvestigan el origen de la vida también han llegado a esta conclusión; de hecho,varios biólogos importantes han empezado a acercarse a losminerales, porque losescenarios del origen de la vida que sólo contemplan los océanos y la atmósferaenfrentan problemas insuperables para explicar los eficientes mecanismos deselección y concentración molecular. Los minerales sólidos tienen un potencialinigualableparaseleccionar,concentraryorganizarmoléculas,asíquedebenhaberdesempeñadounpapelcentralenelorigendelavida.

Derechaeizquierda

Los procesos bioquímicos son complejos, con ciclos y redes de reaccionesmoleculares entrelazadas. Para que estos complejos procesos estratificados puedanfuncionar las moléculas deben tener el tamaño y la forma justa. La selecciónmolecularconsisteenencontrarlamejormoléculaparacadafunciónbioquímica,ylaseleccióndirigidaporplantillasmoleculares sobre la superficiede losminerales eshoyelprincipalcandidatoparaexplicarcómoselasarreglólanaturalezaparallevarlaacabo.

Tal vez el reto más importante de la selección molecular es la quiralidad, lageneralizada «lateralidad» de la vida. Muchas de las moléculas vitales vienen enparesquesonimágenesespecularesentresí,varianteszurdasydiestras,comotusdosmanos.Lasparejasdemoléculasquiralessonidénticasenmuchossentidos:tienenlamismacomposiciónquímica,losmismospuntosdefusiónydeebullición,elmismocolor y densidad y la misma conductividad eléctrica. Pero las moléculas zurdas y


diestras tienen formas diferentes e incompatibles, algo que te resultará familiar sialgunavezhastratadodeponerteunguantezurdoenlamanoderecha.Resultaquelavida es increíblemente quisquillosa: las células usan, en forma casi exclusiva,aminoácidoszurdosyazúcaresdiestros.

La quiralidad es importante. En el curioso caso del perfume artificial llamadolimoneno la forma diestra produce olores parecidos a los de una naranja, pero laversión zurda de esta sencilla molécula con forma de anillo huele a limón. Losreceptores de olores dentro de tu nariz son sensibles a la quiralidad, así que ellimoneno zurdoy el diestro transmiten señales ligeramente diferentes a tu cerebro.Laspapilasgustativassonmenossensiblesalasdiferenciasentrelosazúcareszurdosy losdiestros.Ambos sondulces, pero el sistemadigestivodenuestro cuerpo sóloestáadaptadoparaprocesar lasformasdiestras.Elendulzanteartificial tagatosa,unsustituto del azúcar sin calorías compuesto por una molécula zurda, explota estaspropiedades. La trágica historia de la talidomida también tiene que ver con lalateralidad: la versión diestra de esta droga aliviaba las náuseas matinales de lasmujeres embarazadas, pero la variante zurda, que venía inevitablemente pegada,provocaba defectos de nacimiento.Hoy en día la autoridad gubernamental imponereglasmuyestrictasparaproducirdrogasconquiralidadpura,yestasreglassalvanlavida de los consumidores, pero les cuestan aproximadamente 200milmillones dedólaresalañoencostosadicionalesdemanufactura.

Lamayorpartedelosexperimentosquesintetizanbiomoléculas(incluyendoeldeMiller-Urey y los experimentos con fuentes hidrotermales) producen cantidadesiguales demoléculas zurdas y diestras, y lamayor parte de los procesos naturalestratanaambasexactamentedelmismomodo.Dehecho,elmundonatural inerteesbásicamenteindiferentealadistinciónentreizquierdayderecha.Peroparalavidaesabsolutamente necesaria la forma correcta: es esencial tener aminoácidos zurdos yazúcaresdiestros.Lasmoléculasconlateralidadopuestasimplementenofuncionan.Asíquenuestroequipodeinvestigaciónabordólapreguntadecómohizolavidaparaseleccionar los aminoácidos zurdos casi siempre en vez de los diestros, y azúcaresdiestrosenvezdeloszurdos.

Recientementehemosllevadoacaboexperimentosqueexploranlaposibilidaddequelassuperficiesmineralesquiraleshayandesempeñadoelpapelprotagónicoenlaseleccióndemoléculasconlateralidad,ytalvezinclusoenlosorígenesdelavida.En2000, mis colegas y yo nos dimos cuenta de algo que entonces nos pareciósorprendente pero hoy es obvio: en la naturaleza las superficiesminerales quiralesestánportodaspartes.Losmineralesmáscomunes,quepuedenencontrarseentodaslas rocas y todos los suelos, rebosan de superficies en las que los átomos forman«asideros»deescalamolecular,algunoszurdosyotrosdiestros.Enelmundonaturalestas superficies minerales zurdas y diestras aparecen en proporcionesestadísticamente iguales, así que en términos globales la Tierra no parece tenerpreferencia por la izquierda o la derecha. Pero a cada molécula individual sí le


importadóndevaaterminar.Nuestrosexperimentosmostraronqueciertasmoléculaszurdas pueden acumularse en un grupo de superficies cristalinas, mientras que suimagen especular, su contraparte diestra, se acumula igual de fácilmente en otrogrupodesuperficiesminerales.Conformelasmoléculaszurdasodiestrasseseparanyseconcentran,cadasuperficieseconvierteenunpequeñoexperimentodeselecciónyorganizaciónmolecular.

Espocoprobablequeunosolodeestosexperimentosindividualesconmineralesy moléculas haya generado vida, pero imagina que tomas billones de billones debillones de superficies minerales, cada una bañada por un caldo orgánico rico enmoléculas,yrepitesesosdiminutosexperimentosnaturalesunayotravezalolargodecientosdemillonesdeaños.Enalgúnmomento,enalgúnlugardelaTierradebenhaberse probado prácticamente todas las combinaciones posibles de moléculaspequeñas. La diminuta fracción de las combinaciones moleculares que terminaronautoensamblándose más fácilmente, o que se adhirieron más fuertemente a lassuperficies minerales, o que tuvieron más estabilidad a las presiones y a lastemperaturas altas, sobrevivieron y tal vez incluso crecieron y aprendieron nuevostrucos.

Todavía no sabemos con precisión cuál de ese sinnúmero de combinacionesposiblesdemoléculasymineralescondujoaunaorganizaciónsemejantealadelosseresvivos,peroactualmenteseestándescubriendolosprincipiosdelaselecciónylaorganización molecular. Se sintetizaron grandes cantidades de biomoléculas, yalgunas de esas moléculas formaron racimos más y más grandes. Nuestrosexperimentos sugieren que la carga eléctrica desempeñó un papelmuy importante.Algunas moléculas tienen una carga ligeramente positiva; otras tienen una cargaligeramentenegativa,yotrasmás (comoel agua) sonpolares, esdecirque losdosextremos de la misma molécula tienen cargas ligeramente positivas y negativas,respectivamente. También losminerales tienen superficies cargadas eléctricamente,algunas positiva y otras negativamente. Si unes todas estas piezas cargadaseléctricamente,seorganizanenformaespontánea,pueslascargaseléctricaspositivassiempre atraen a las cargas eléctricas negativas. Así, en prácticamente todos losambienteshúmedosy ricosenmineralesde laTierraprebióticaocurrierondiversosensamblajesmoleculares.

Pasotres:replicación

Ningúngrupodesustanciasquímicaspuedeestarvivoamenosquehagacopiasdesímismo,sinimportarquétancomplejaseasuestructura.Elsellodistintivodelavidaes la reproducción: un consorciodemoléculas se convierte endos, dos sevuelvencuatro,yasísiguelacosaenprogresióngeométrica.Elgranenigmaenlahistoriadela biogénesis sigue siendo el surgimiento de este primer sistema de moléculas


autorreplicantes. Algunos experimentos muy ingeniosos replican porciones de losciclos reproductivos que parecen convincentes, aunque todavía no hemos podidoimitarporcompletoeseesquivotrucobioquímicoenellaboratorio.Sinembargo,enalgún punto del espacio y del tiempo una colección organizada de moléculascomenzóaduplicarseacostadeotrasmoléculas(esdecir,«comida»).

ImagínatelaTierraalaedaddequinientosmillonesdeaños,hacemásomenoscuatromilmillonesdeaños.Conteníauncaldodemoléculasorgánicas,teníabillonesybillonesdesuperficiesmineralesreactivasycientosdemillonesdeañosparajugarconellas.Lamayorpartedelasmoléculasnohacíanadainteresanteniteníaningunafunciónútil.Perounapequeñafraccióndelasmoléculasorgánicas,ordenadassobresuperficiesminerales,produjoalgúntipodeestructuraconunafunciónmejorada,talvezunmejoragarrealasuperficie,otalvezlosmediosparaatraermásmoléculasala comunidad, o la tendencia a catalizar la destrucción de especies molecularesadversarias, o incluso la habilidad de hacer copias de símisma. Elmundo naturalrecompensaría con creces esta innovación, y una vez establecida la vida infestaríarápidamentetodoslosrinconeshabitablesdelglobo.

Pero demos un paso atrás. ¿Por qué un grupo de moléculas comenzaría aautorreplicarse espontáneamente? La respuesta se encuentra en los dobles pilaresevolutivos de la variación y la selección. Existen dos razones por las cuales lossistemas evolucionan. Primero, muestran enormes cantidades de configuracionesposibles;ésaeslavariación.Segundo,algunasdeesasconfiguracionestienenmuchasmás probabilidades de sobrevivir que otras; ésa es la selección. Imagínate unconjunto prebiótico de cientos de miles de moléculas diferentes, todas hechas decarbono,hidrógenooxígenoynitrógeno,ytalvezunaspizcasdeazufreodefósforo.Lasíntesisprebiótica(a laStanleyMiller)y lasmuestrasnaturales(porejemplo,elmeteorito de David Deamer) presentan este nivel de variaciónmolecular. Pero notodas las moléculas fueron creadas iguales. Algunas moléculas eran relativamenteinestables y se desintegraron, es decir, fueron eliminadas muy rápidamente de lacompetencia.Otrasseagregaroneninútilesmasasalquitranadasysefueronflotandoosehundieronenelfondodelocéano,dondeyanopodíandesempeñarningúnpapel.Peroalgunasmoléculasresultaronserespecialmenteestables,talvezaúnmáscuandopodíanunirseaotrasdesutipooaunasuperficiemineralparticularmentetentadora.Estasmoléculassobrevivieronyelcaldomolecularsedeshizodelasmásdébiles.

Las interacciones moleculares refinaron todavía más esta mezcla prebiótica.Algunos grupos de moléculas cooperaron entre sí para asirse a las superficiesminerales,yasícontribuyeronalasupervivenciadesuhermandad.Otrasmoléculaspequeñas funcionaron como catalizadores: multiplicaron la presencia de algunasespecies químicas al promover la formación de enlaces químicos o aceleraron ladestruccióndeotrasespeciesquímicasalrompersusenlaces.Asíseseparóelgranode la paja dentro del caldomolecular, pero en unmundo como éste eliminar a lacompetenciaosimplementeaguantarentulugarnoteasegurabasobrevivir.Elgran


premiodelasupervivenciaestabadestinadoalgrupodemoléculasqueaprendieraahacercopiasdesímismo.

Existen tres modelos rivales que tratan de describir los primeros sistemas demoléculasautorreplicantesysemivivientes.Elmássencillodeestosmétodos(yporlotanto,elquemuchospreferimos)apuntaauncicloqueentendemosbienyqueestáformado por unas cuantas moléculas pequeñas: el ubicuo ciclo del ácido cítrico.Comienza con ácido acético, que sólo contiene dos átomos de carbono. El ácidoacéticoreaccionaconeldióxidodecarbono (CO2)para formarácidopirúvico(contres átomos de carbono), que a su vez reacciona conmásCO2 para formar ácidooxaloacético, con cuatro átomos de carbono. Otras reacciones producenmoléculascadavezmásgrandes,hastallegaralácidocítrico,consusseisátomosdecarbono.Elciclosevuelveautorreplicantecuandoelácidocítricosedivideespontáneamenteendos moléculas más pequeñas, ácido acético (dos átomos de carbono) más ácidooxaloacético(cuatroátomosdecarbono),quetambiénsonpartedelciclomolecular.Así,unciclodemoléculasseconvierteendos,dosseconviertenencuatro,etcétera.Esmás,muchosdelosbloquesesencialesdelavida,entreelloslosaminoácidosylosazúcares, son sintetizados fácilmente por reacciones simples con las moléculascentralesdelciclodelácidocítrico.Porejemplo,sólotienesqueañadiramoniacoalácidopirúvicoyobtienesalanina,unaminoácidoesencial.TodaslascélulasvivasdelaTierraincorporanelciclodelácidocítrico,asíquemuybienpuedetratarsedeunacaracterísticaprimordial,unfósilquímicoquedesciendedelaprimerísimaformadevida.Elciclonoestávivoensímismo,perotieneelpotencialdereplicarelcírculointeriordemoléculasaexpensasdesustanciasquímicasmenosfecundas.

En el extremo opuesto de la complejidad química está la red autocatalíticaautorreplicante, un modelo defendido por Stuart Kauffman, quien llevó a caboestudios teóricospioneros en el famoso InstitutoSantaFe.Esposibleque el caldoprebióticohayaincorporado,enunprincipio,cientosdemilesdetiposdiferentesdemoléculas pequeñas, basadas en el carbóny provenientes de diversas fuentes.Hoysabemosquealgunasdeesassustanciascatalizaronreaccionesquefabricaronnuevasmoléculas, yqueotras reacciones aceleraron la desintegraciónde susvecinas.Unared autocatalítica está compuesta por un grupo de moléculas —tal vez miles deespecies diferentes que trabajan al unísono— que aceleran la producción de otrascomo ellas y destruyen cualquier molécula que no forme parte de la red. Es elequivalentemolecularde«losricossevuelvenmásricos».Nuevamente,comoconelciclodelácidocítrico,nopuedeconsiderarsequeestaredmolecularestéviva,peroenciertosentidopromueve lacopiadesímisma,yesmuchomáscomplejaque lamayorpartedelossistemasquímicosnovivos.

Untercerescenario,probablementeelmásfavorecidoporlosbiólogosquehaceninvestigaciónsobreelorigendelavida,eseldelmundodeARN,unmodelobasadoenunahipotéticamoléculadeARNquehacecopiasdesímisma.Paraentenderporquéesteescenarioresultaatractivotenemosquedarunnuevopasoatrásparapensar


sobrelasdosfuncionesmásimportantesdelavida:elmetabolismo(fabricarcosas)yla genética (transferir información sobre cómo hacer cosas de una generación a lasiguiente). Las células modernas usan las moléculas de ADN, con su estructura deescalera, para almacenar y copiar la información que se necesita para hacer másproteínas, pero usan proteínas plegadas en formas complejas para hacer ADN.Entonces, ¿qué vino primero: elADN o las proteínas? Resulta que hay una terceramolécula,elARN,quedesempeñaunpapelcrucialenambosprocesos.

ElARN esunpolímeromuyelegante, una largamolécula formadaporuna solahebrahechademoléculas individualesmáspequeñas (llamadasnucleótidos), comolas cuentas de un collar o las letras en una oración. Existen cuatro «letras»moleculares diferentes, llamadas A, C, G y U, que pueden alinearse en cualquiersecuencia imaginable, como unmensaje en código. De hecho, estas letras deARNcontieneninformacióngenética(igualqueelADN).Almismotiempo,elARNpuedeplegarse en formas complejas que tienen la capacidad de catalizar reaccionesquímicasclave(igualquelasproteínas).Dehecho,lasmoléculasdeARNfacilitanlasíntesisde todas lasproteínas, tanto al transportar la informacióngenética comoalcatalizarlaformacióndeproteínas.Deestemodo,detodaslasdiversasmoléculasdelavidaelARNeslaúnicaqueparece«hacerdetodo».

Elmodelo delmundo deARN se basa en el supuesto de que algúnmecanismoquímico que todavía no se entiende bien produjo enormes cantidades de hebrasdistintasdeARN,otalvezunamoléculamuysimilarcapazdetransmitirinformación.Casiningunadeesashebrasdiferenteshizograncosa:simplementesobrevivieronosedegradaronpocoapoco.Sinembargo,algunaspocashebrasselectasteníanalgunaclase de función que las beneficiaba: se plegaban para volversemás estables, o seaferraban a una superficie mineral segura, o tal vez destruían a sus rivales, otroejemplodelacompetenciamolecularenelcaldoprimigenio.

La suposición central de la hipótesis del mundo de ARN es que una de estasincontables hebras aprendió el increíble truco de hacer copias de sí misma: seconvirtióenunamoléculaautorreplicante.Estaideanoestaninverosímil:despuésdetodo,elARNseparecemuchoalADN,queescapazdehacercopiasdesímismo,ydehechoelARNmutacon facilidad.Asíque sin importar si era ineficienteo torpe, laprimeramoléculadeARNautorreplicanteprontotendríaqueempezaracompetirconmontones de versiones ligeramente diferentes de sí misma, algunas de las cualesaprendieron a copiarse más rápido, o con menos gasto de energía, o tal vez enambientesligeramentedistintos.EstaprecozmoléculadeARNparecesatisfacertodoslosrequisitosdelavida:esunsistemaquímicoautosustentablecapazdeincorporarnovedadesyexperimentarevolucióndarwiniana,enestecasoevoluciónmolecular.

Talveztomóunlargotiempoqueaparecieraesesistemamolecularfuncionalmásomenosautorreplicante,yafueraunciclodeácidocítrico,unaredautocatalítica,ounARNautorreplicante.Perodurantemuchosmillonesdeañosocurrióunacantidad


inimaginabledecombinacionesmolecularessobrebillonesybillonesdesuperficiesmineralesalolargodeloscasi518millonesdekilómetroscuadradosdelasuperficiede la Tierra. Y en algún momento y en algún lugar una de estas combinaciones,inconcebiblementenumerosas,funcionó.Aprendióaautorreplicarseyaevolucionar.Yeseinventocambiótodo.

Los experimentos que el biólogo de Harvard Jack Szostak llevó a cabo en sulaboratoriodeBostondemuestranelpoderdelaselecciónenlaevoluciónmolecular.EnmuchosdesusexperimentoselequipodeSzostakcomienzaconunamezcladecienbillonesdesecuenciasdiferentesdeARN,cadaunade lascualesconstadeunahebraconformadaporunacombinaciónaleatoriadelasletrasA,C,GyU.EntoncesestaenormecoleccióndehebrasdeARN,cadaunade lascualessepliegaenformadiferente, es enfrentada a una tarea, por ejemplo enlazarse fuertemente con algunaotra molécula que tiene una forma particular. El equipo de Szostak vierte unasoluciónconloscienbillonesdehebrasenunmatrazconpequeñascuentasdevidrio,cadaunade las cuales está recubierta con estamolécula de formaparticular.Estasmoléculascuelganen lasoluciónricaenARNcomosi fueranganchitos.LaenormemayoríadelasmoléculasdeARNnoresponde;tienenlaformaincorrectaynopuedeninteractuar.Perounadiminuta fracciónde losARN plegados seunea lasmoléculasobjetivoyseaferraconfuerza.

Entonces empieza la diversión, porque los colegas de Szostak vacían la viejasolución(adiósaloscasicienbillonesdehebrasnofuncionalesdeARN)yrecuperanlaspocashebrasque,porvirtuddelasformasqueadoptaronporcasualidad,sepegana las cuentas de vidrio. Luego, con ayuda de algunos trucos muy comunes entecnologíagenéticaqueimitanciertosprocesosprebióticosverosímiles,preparanunnuevolotedecienbillonesdehebrasdeARN,peroestaveztodaslashebrassonmásomenosparecidas,cadaunaunmutantedeunadelashebrasfuncionalesoriginales.AlrepetirlospasosqueseexplicanantesseproduceunanuevapoblacióndehebrasdeARNfuncionales,peroalgunasdelasvariantesdeestasegundageneraciónseenlazanmuchomejorque cualquierade laprimerageneración.Algunasde lashebrashijasmutanteslohacensignificativamentemejorquesuspadres.SiesteprocesoserepiteunascuantasvecesmáslashebrasdeARNresultantessehacencadavezmejoresparaenlazarse, hasta que los mejores mutantes son perfectamente funcionales, pues seenlazanconsusobjetivosconlaenergíadeenlacemásaltaposible.

Elexperimentotomaunoscuantosdías:llevamenosdeunasemanapasardelashebrasaleatoriasalamoléculaperfecta.PerosilepidesaunequipoconformadoporlosquímicosmásbrillantesdelmundoquediseñenunahebradeARNfuncionaldesdecerolesresultaríaprácticamenteimposiblemediantecualquiermétodocomputacionalconocido. Actualmente no existe ningún método que pueda predecir exactamentecómosevaaplegarunahebralargadeARN,ocómovaaenlazarseaotrasmoléculasconformascomplejas.Laevoluciónmolecular,ynoeldiseñointeligente,essinduda


elcaminomásrápidoyconfiableparadesarrollarfunciones.(PoresodecimosquesiDioscreólavida,fuelosuficientementelistoparausarlaevolución).

Laexplosióndelavida

Enel caldoprebiótico cualquiermoléculaque adquirierauna funciónútil, pormáspequeña que fuera, tenía una gran ventaja. Pero estos juegos bélicos molecularespalidecenfrentealaventajaqueposeíaunahebradeARNquetuvieraunafunciónútilyquepudierahacercopiasdesímisma.Estamoléculaautorreplicanteasegurabasupropiasupervivenciaalproducirhijasmásomenosidénticas.Dehecho,elprocesode copiadomolecular era bastante desordenado, así que algunas de esas copias deARNeranmutantes.Ysibienlamayorpartedelasmutacionesresultabanletalesonoleconferíanasudueñoningunaventajasignificativa,algunosindividuosconsuerteopacaronasupadres,yelsistemaevolucionó.Porunsimpleprocesodeerroresdecopiadolamoléculaautorreplicanteoriginaldebehaberproducidodescendientesquetoleraron condicionesmás extremas de presión o calor o salinidad, o se replicaronmásrápido,oencontraronnuevasfuentesdecomida,odestruyeronasusvecinosmásdébiles.LashebrasdeARNqueencontraronlaproteccióndeunasuperficiemineraloelrefugiodeunamembranacerradatuvieronventajasaúnmayores.

Sinningunacompetencia, lasprimerasmoléculasautorreplicantesdevoraron,enapenasuninstantegeológico,todaslaszonasricasennutrientesdelaTierra.Talvezresulte absurdo pensar que un objeto microscópico pudo tomar el control, perodigamos,enformahipotética,quealaprimeramoléculaautorreplicante,todavíanomuy eficiente, le tomó una semana duplicarse una vez. (En contraste, muchosmicrobios modernos pueden replicarse en unos cuantos minutos). Semana trassemana, dos hebras se volvieron cuatro, cuatro se volvieron ocho, etcétera.A estepasoleshabríatomadomedioañoformaruncúmulodecienmillonesdemoléculasautorreplicantes,unobjetotangrandequeseríaposiblepercibirloasimplevista.Enotrasveinte semanasesamasadeARN sehabríaexpandido losuficientecomoparallenarundedal.Yaestepasotendríanquepasarotrasveintesemanasparaquetodaslasmanifestacionesprimigeniasdelavidallenaranunabañeradebuentamaño.

Peroestaduplicacióncontinua,semanaconsemana,prontohabríaproducidounatransformaciónextraordinaria.Enotrasveintesemanaselmundotendríakilómetrosykilómetrosde aguas infestadasdeADN, tal vez a lo largode las costas, en un lagotierraadentrooenlasprofundidadesdelmar.Yendosañosmás,siempresuponiendoquelaprimerahebradeARNseduplicabacadasemana,laTierrapodríaestarcubiertapor un millón de kilómetros cúbicos de materia viva, suficiente para taponar porcompletoelmarMediterráneo.

Losorganismosunicelularesprimitivosquesealimentabandelaenergíaquímicade las rocas no pudieron haber tenido un efecto considerable en la geología de la


Tierra,porejemploenladistribucióndelasrocassobrelasuperficieoladiversidaddeminerales.HacecuatromilmillonesdeañoslasuperficiedelaTierra—yaseaquealbergaravidaono—seguía siendouna estéril superficiede colornegroygris; laerosióneramuylentaylasprimerasformasdevidanohabríancontribuidocasinadaaalterarlosazulesocéanosquecubríanelplaneta.

Estos primerosmicrobios eranmuy aguerridos, pero como no dejaron ningunamarcanopodemosestar segurosdecuándocomenzó lavida.Algunasde las rocassedimentariasmásantiguasde laTierra,quese formaronenocéanossomeroshace3500 millones de años, contienen algunos fósiles microbianos inconfundibles. Enestos entornos acuáticos poco profundos se formaron unas estructuras cupularesllamadasestromatolitos,quepodíanmedirdesdeunoscentímetroshastaunoscuantosmetros de diámetro y que estaban compuestas por colonias de células queprecipitaban,estratoporestrato,unafinacapademinerales.Lostapetesmicrobianoscubrierongrandesfranjasdecostayconsolidaronydieronformaa laarenasen laszonasdemareas.Inclusohansobrevividoaloseonesalgunasesferasricasencarbónque tienen paredes celulares características y que pueden ser fósiles demicrobios,peronosehanencontradofósilesincontrovertiblesmásantiguosqueéstos.Resultanmuyintrigantesalgunosrastrosgeoquímicosdecarbonoydeotrosbioelementosqueaparecenenrocasintensamentealteradasde3850millonesdeañosdeedad,peronohanconvencidoparanadaalacomunidadgeológica.

¿Asíquecuándosurgiólavida?Siintuyesquelavidasurgerápidamenteyconfrecuenciaencualquierplanetao lunaque tenga lascondicionesadecuadas, talvezdefenderíasquehace4400millonesdeaños,cuandolaTierrateníacientocincuentamillones,yaexistíaunabiosferaestable.Allíestabantodoslosingredientes:océanosyaire,mineralesyenergía.Losenormes impactosdeasteroidesycometashabríandesafiado la supervivenciade estavidahadeana,y tal vezhabrían favorecidoa lascélulasmásfuertes,aquellasqueaprendieronavivirenhogaresrocosos,profundosycalientes, bajo el fondo del mar. Tal vez la vida surgió más de una vez, tal vezmuchas, antes de que la Tierra se instalara en una época más tranquila deposadolescencia.Siesasí,estosfósilesde3500millonesdeañosrepresentaríanunecosistemaqueyaentoncesteníacasimilmillonesdeañosdeevolución.

Si,porelotrolado,sospechasqueelsurgimientodelavidaenelcosmosesunprocesoinusualydifícil,tepareceráquelafechamáscercana,de3500millonesdeaños, es la más certera. Tal vez la vida es tan improbable que hicieron falta milmillonesdeañosdeinteraccionesentremineralesymoléculas,alolargodecientosdemillonesdekilómetroscúbicosdecortezaoceánica,paraqueapareciera.TalvezesospocosrestosfósilesdeleónArqueano,preciososydispersos,señalanenefectoelprincipiodelabiosfera.

LaTierraviva


Yaseaquelavidasurgierahace4400millonesdeañosohace3800,lociertoesquealterómuypocolasuperficiedelaTierra.EsosprimerosmicrobiosnohicieronmásqueaprenderalgunostrucosquímicosquelaTierrayasabía.Desdelosprimerosdíasde nuestro planeta han ocurrido reacciones químicas sobre su superficie sólida, ocercadeella.Todosereducealadistribucióndeelectrones:elmantoterrestretiene,enpromedio,máselectronesporátomoquelacorteza.Elmantoesmás«reducido»yla superficie más «oxidada», en el argot de la química. Cuando las sustanciasreducidas y oxidadas se encuentran—por ejemplo, cuando el magma y los gasesreducidos del manto se abren paso hacia la superficie más oxidada durante unaerupciónvolcánica—con frecuenciaexperimentanuna reacciónquímicaque liberaenergía.Enelproceso,loselectronessetransfierendelosprimerosalaúltima.

Laproduccióndeherrumbre,enlaqueelhierroreaccionaconeloxígeno,esunejemplo común de esta reacción. El hierro metálico está atiborrado de electrones;tienetantosque,comorecordarás,algunossonlibresdevagaralolargodelbrillantemetal y conducir la electricidad. El hierro es, pues, un donante de electrones. Eloxígenogaseoso,porelotro lado,está tanprivadodeelectronesque lasparejasdeátomosdeoxígenodebencompartirsusrecursosparaformarunamoléculadeO2,enlacualambascompartensuescasosuministrodeelectronescomosifueracomidaenuna isla desierta. El oxígeno es el aceptor ideal de electrones. Así que cuando elhierrometálicoseencuentraconmoléculasdeoxígenolesigueunrápidointercambiodeelectrones.Cadaátomodehierroentregadoso treselectrones,ycadaátomodeoxígenotomadoselectrones.Elresultadodeesteintercambioesunnuevocompuestoquímico,elóxidodehierro,asícomounapequeñadescargadeenergía.

Ademásdelhierrohabíaotroselementosmetálicossaturadosdeelectrones,comoel níquel, elmanganeso y el cobre, que también estaban expuestos a la oxidación.Tambiénestabanpresentesmuchasdelassencillasmoléculasbasadasencarbonoquehabían sido sintetizadas durante los procesos prebióticos, entre ellos elmetano (ungasnatural),elpropanoyelbutano.Eloxígenogaseosoeraescasoenlaatmósferatemprana de la Tierra, pero estaban ampliamente disponibles otras colecciones deátomos con hambre de electrones, entre ellos el sulfato (SO4), el nitrato (NO3), elcarbonato(CO3)yelfosfato(PO4),todoslistosparaadoptarsusfunciones.

Antes de que apareciera la vida las reacciones redox ocurrían a un ritmorelativamentepausado.Perolosprimerosmicrobiosaprendieronabarajarelectronesaunritmomuchomayor.Enmuchos lugares,comoen lascostasprimitivas,en lasaguas someras y en los sedimentos del fondo del mar las células vivientes seconvirtieronenmediadoresdeestasreacciones.Habíacomunidadesdemicrobiosquese ganaban la vida acelerando el ritmo de las reacciones de las rocas y usando laenergía resultante para vivir, crecer y reproducirse. Por supuesto, la Tierra habíafabricado óxidos de hierro desde el principio, pero los primeros microbios loshicieron más rápido. En el proceso, la vida comenzó a alterar el ambiente de la


superficie de la Tierra, si bien todavíamuy despacio. Losmicrobios explotaron laabundante energía que estaba a su disposición en forma de hierro reducido,disponibleenlosocéanosdelHadeanoyelArqueano,yoxidaronhierroparaformarel mineral rojo hematita, una transformación química que puede liberar suficienteenergía para mantener todo un ecosistema. En Australia, América del Sur y otrosviejos terrenos sepuedenver enormes formacionesdehierrobandeadoque tal vezrepresentenlosdesechosdeunépicobufetmicrobianoqueduródecenasdemillonesdeaños.Yasícomenzólaextraordinariacoevolucióndelageosferaylabiosfera.

Laevoluciónporselecciónnaturalcontinuóimpulsandotodosestosprocesos.Lasespecies demicrobios que aprendieron a usarmás eficientemente el hierro que lesservía como alimento, o a tolerar condiciones más extremas, o a explotar nuevasreacciones redox, tuvieron una clara ventaja y aseguraron su propia supervivencia.Así,nuevaspoblacionesdemicrobiosmutantesinventaronnuevoscatalizadoresquepromovieronestas reaccionesproductorasdeenergíaen formamáseficientequeelmedio ambiente no vivo. Los resultados, dispersos por aquí y por allá, fueronpequeños cúmulosde calizay algunosdepósitosmodestosdeóxidosdehierro, asícomounincrementogradualenelprocesamientodelcarbono,elazufre,elnitrógenoyelfósforoqueseencontrabancercadelasuperficie.Sinembargo,hastaahoralasprimerasformasdevidanohicieronmásqueimitarlaquímicaqueyaexistía(sibienenformamáspausada)enelmundohastaentoncesinerte.

Luz

Lamayor parte de los investigadores de los orígenes de la vida sospechan que lasprimeras formas de vida dependieron exclusivamente de la energía química de lasrocas;unafuentedeenergíaabundante,escierto,peroquerestringíamucholaszonasenlasquepodíaprosperarlavida.Enalgúnmomentounoscuantosmicrobiosfueronmásalládesupapelcomomediadoresdereaccionesquímicasintrínsecasasumedioambiente y aprendieron a recolectar la radiación solar, que proveería a cualquierhabitante de la superficie, en cualquier lugar del planeta, de una fuente de energíabaratayabundante.

En su formamás básica, la fotosíntesis usa luz solar para fabricarmoléculas apartirdemateriasprimastanubicuascomodióxidodecarbono,nitrógenoyagua.Sise tienen los andamios químicos correctos se pueden fabricar todos los bloques deconstrucciónesencialesparalavida—losaminoácidos,losazúcares,loslípidosyloscomponentesdelADNydelARN—apartirdelosgasesatmosféricosydelaradiaciónsolar. A diferencia de las algas verdes actuales, los primeros fotosintetizadoresmicrobianosnogeneraronoxígeno.Dehecho,algunosanálogosmodernosdeestosorganismosprimitivostiendenaformarunacapadecolorpardoopurpúreosobreelaguaestancada.Algunosbiólogosinclusohansugeridoquesobrelosazulesocéanos


arqueanos deben haber flotado inmensas balsas de microbios fotosintéticos quedecoloraronsusaguasconunasfeasmanchasparduzcas.

¿Cómo podemos saberlo? Estosmicrobios no tenían partes duras que pudieranfosilizarse,ylostapetesmicrobianosflotantesnoalterandeningúnmodoevidenteelregistro geológico. Sin embargo, puede haber una forma de conseguir evidenciasinclusode losmásantiguosmicrobios amantesde la luz.Lascélulas fotosintéticasdependenenpartedehopanos,moléculasconunaestructuracaracterísticadecincoanillos de carbono entrelazados (una configuración muy parecida a la de losesteroides de los que tanto se habla hoy en las noticias deportivas). Cuando losmicrobios mueren y se degradan sus reveladores esqueletos de hopano, con susmúltiples anillos, pueden sobrevivir durante miles de millones de años como unresiduomolecularenlosfinossedimentosoceánicos.Serequiereunprocesoquímicomuymeticulosopara extraery analizar estosgeohopanos apartir de las rocas.Lasinterpretaciones no pueden ser más que provisionales, y por fuerza incluyen unaletanía de complicadas conjeturas sobre posibles fuentes de contaminación, tantoantiguas como recientes. La comunidad paleontológica recibe con recelo—o conabiertoescepticismo—cadanuevoreportesobremoléculasquesobrevivenmilesdemillonesdeaños.Ysinembargo,allíestánlosrastrosquímicos,ypuedensernuestramejorventanahaciaestatenuebiosferaantigua.(Mássobreeltemaenelcapítulo7.)

Para el cumpleaños mil millones de nuestro planeta la vida había afianzado unapresenciafirme,sibienrelativamenteintrascendente,sobresusuperficie.DurantelossiguientesmilmillonesdeañoslavidamicrobianadelaTierraseabriríapasopocoapocoenlosentornoscercanosalasuperficie,primeroalacelerarlasreaccionesredoxyluegomediantelafotosíntesis.Hastadondepodemossaber,asusdosmilmillonesde años de edad la Tierra aún no mostraría en su superficie ninguna novedadmineralógica de importancia que hubiera sido producida por la vida. Las célulassimplementefabricaríanmásóxidosdehierro,máscaliza,mássulfatosyfosfatosdelos que habrían podido producirse de otro modo. Construirían grandes depósitosestratificados de minerales ricos en hierro en las profundidades del océano ymanufacturaríanalgunoscúmulosderocaparaprotegerseenlaszonassomerasdelascostas.TodoséstossonfenómenosqueyaocurríanenlaTierraantesdelorigendelavida,ytambiénenotrosplanetasylunasdelsistemasolar.

PerolaTierraysuprimitivapoblacióndemicrobiosestabandestinadosarealizarla transformación más dramática en la historia de nuestro planeta. Durante lossiguientes1500millonesdeaños losmicrobiosfotosintéticosaprenderíanunnuevotruco químico: exhalar un gas sumamente reactivo y peligrosamente corrosivollamadooxígeno.



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Capítulo7

LaTierraroja

LafotosíntesisylaGranOxidación


Adelantemos la película hasta el presente. Resulta que la vida ha transformadoirrevocablementelasuperficiedelaTierra,enparticularlosocéanosylaatmósfera,perotambiénlasrocasylosminerales.Traslaaparicióndelaprimeracélulavivienteaúntendríanquepasarmilmillonesdeañosparaqueesatransformaciónrealmentecomenzara. En el ínterin es posible que algunas variedades de microbios crearancapasparduzcasovioláceasenalgunasregionescosteras.Talvezinclusohabíazonasde limo verdoso que decoraban las costas ecuatoriales o habitaban los estanquessomeros donde algunas célulasmuy astutas experimentaban con nuevas formas deemplearlaenergíaradiantedelSol.Peroloscontinentesseguíandesnudos:ningunaplanta se aferraba al paisaje rocoso, ni existían animales para comérsela. Todavíahabríasmuerto, de unmodo horrible, de haberte quedado atrapado en estemundoanóxico.

En apenas unpestañeogeológico, sin embargo, esa deslucida superficie gris sevolviócolorrojoladrilloconelinventodelafotosíntesisproductoradeoxígenoylaaparicióndeunaatmósferaoxidante.Esdifícil documentar conprecisióncuándoyqué tan rápidamente evolucionaron las algas verdes para desencadenar estatransformación, conocida como la Gran Oxidación. Nuestros mejores indiciosprovienen de algunos cambios sutiles en el registro geológico que sugieren unchispazodefotosíntesispocodespuésdelcumpleañosdosmilmillonesdelaTierra,


haceunos2500millonesdeaños.Trasesemodestoiniciotodoocurriórelativamenterápido: hace2200millones de años el oxígeno atmosférico había subidode cero amás de uno por ciento de sus niveles modernos, y esto cambió para siempre lasuperficiedelaTierra.

La intrigante historia de la oxigenación inicial de la Tierra está comenzando aaclararse, conforme se descubrennuevas pistas y se siguennuevas y prometedoraslíneas de investigación. Durante el último medio siglo la investigaciónpaleoatmosférica ha visto muchas ideas contrastantes y algunas diametralmenteopuestas,peroelmétodocientíficoesungrancedazoparasepararloinsostenibleylofalso. Todavía no conocemos toda la historia, pero nos estamos acercando y laimagenquevasurgiendopocoapocoquita(literalmente)elaliento.

Eltestimoniodelasrocas

LaspruebasdequeocurriólaGranOxidaciónvienendeuncatálogo,cadavezmáspoblado, de observaciones de rocas yminerales que abarcan una gran parte de lahistoriadelaTierra,másomenosentre3500y2000millonesdeañosatrás.Porunlado,muchasrocasdemásde2500millonesdeañosdeedadcontienenmineralesquesonfácilmentedestruidosporlosefectoscorrosivosdeloxígeno,loquesugierequeantes de ese momento existía un ambiente libre de éste. Los geólogos encuentranguijarrosredondeadosypocoerosionadosdepirita(elsulfurodehierroquetambiénseconocecomo«orodelostontos»)yuranitita(elmineraldeuraniomáscomún)enviejos lechos de arroyos, lugares en donde estos minerales se corroerían ydesintegrarían rápidamente en la atmósfera rica en oxígeno que existe en nuestrosdías.Estosviejos lechosdearena también tienenunaquímicamuy reveladora,conuna concentración inusual de elementos que evitan el oxígeno, como el cerio, y almismotiemposonnotablementedeficientesenotroscomoelhierro,encomparacióncon los suelos modernos. Estas peculiaridades químicas ayudan a probar que laatmósferaestabatotalmentecarentedeoxígeno.

En contraste, las rocas que tienen menos de 2500 millones de años de edadcontienenmuchasseñalesinequívocasdeoxígeno.Haceentre2500y1800millonesde años se acumularon cantidades asombrosas de enormes depósitos de óxidos dehierro llamados formacionesdehierrobandeado.Estasdensas acumulaciones,muycaracterísticas de estratos alternados de óxidos negros y rojos, contienen el 90 porciento de las reservas conocidas de hierro. También aparecen de pronto óxidos demanganeso, en forma de gruesos depósitos estratificados que hoy constituyen losdepósitos principales de yacimientos de manganeso en el mundo. Tras la GranOxidación también aparecen en el registro geológico, por primera vez, cientos demineralesnuevos,comoyacimientosoxidadosdecobre,níquel,uranioyotros.Ysinembargo, y a pesar de este extendido repertorio mineralógico, algunos científicos


todavíanoseconvencíandequelaGranOxidaciónhubierasidotanimportante.Talvezlacantidaddeoxígenoatmosféricoseincrementópocoapoco.Talvezelregistrogeológico,irregularyerosionado,esincompletoyengañoso.

Las pruebas irrefutables de la Gran Oxidación provienen de una fuenteinesperada: algunos datos recientes—y sorprendentes— sobre los isótopos de unelemento común, el azufre. La década de 1990 vio un aumento dramático en laresolución y la sensibilidad de los espectrómetros de masas, los instrumentosfundamentales para analizar el mundo de los isótopos. La nueva generación deespectrómetrosdemasaslepermitióaloscientíficosanalizarmuestrascadavezmáspequeñas,inclusogranosmineralesdentrodecélulasvivas,conmásymásprecisión.El azufre, uno de los elementos esenciales para la vida, resultó ser un objeto deestudio particularmente tentador, pues en la naturaleza existen cuatro isótoposestables de azufre: azufre-32, -33, -34 y -36. Todos estos isótopos tienen los 16protonesderigorenelnúcleo,peroelnúmerodeneutronesfluctúaentre16y20.

Ladistribucióndelosisótoposdelazufresuelepoderpredecirsesimplementeconbase en sumasa. Todos los átomos se agitan, pero los isótoposmenosmasivos seagitanmás, demodoque en cualquier reacciónquímica los isótopos ligeros tienenmás probabilidades de dar brincos que los pesados. Este proceso de selección,llamado fraccionamiento de isótopos, ocurre cada vez que un grupo de átomos deazufre experimentauna reacciónquímica, ya sea en la roca sólidaodentrodeunacélulaviva.Enelcasodelazufre,unisótopodemasa32sefraccionarámásqueunisótopodemasa34o36.Esmás,latasadefraccionamientosueleestardirectamenterelacionada con la proporción de las masas en el isótopo: el fraccionamiento delazufre-36aazufre-32casisiempreesdeldoblequeelfraccionamientodelazufre-34a azufre-32. Esta regla física básica se desprende directamente de las leyes deNewton: la fuerza es igual amasa por aceleración.Unamasamenor significamásaceleración,asíquebajounafuerzadadaelazufre-32seagitamásqueelazufre-34,queasuvezseagitamásqueelazufre-36.

Haceunadécada,elgeoquímicoJamesFarquhar,queporentoncestrabajabaenelcampusdeSanDiegodelaUniversidaddeCalifornia,unlindolugaralaorilladelmar, encontró un cambio profundo e inesperado en la distribución de isótopos deazufreenrocasqueteníanmásde2400millonesdeaños.Lasrocasylosmineralesmásrecientescasisiempreexhibenlatendenciaqueunoesperaríayquedependedesumasa:lasproporcionesdeisótoposdeazufredependencasiexclusivamentedelasproporcionesdesusmasas.PeroFarquharysuscolegasencontraronenmuchasrocasde más de 2400 millones de años un fraccionamiento de isótopos de azufreradicalmentediferente;enalgunasmuestraslasdesviacioneserandevariasmilésimas(que en este caso es mucho). ¿Qué podría haber causado una desviaciónindependientedelamasadelasirrefutablesleyesnewtonianasdelmovimiento?

Algunos teóricos astutos, respaldados por pruebas experimentales, señalaronrápidamenteunasoluciónenlassutilezasdelamecánicacuántica.Bajolainfluencia


de la radiación ultravioleta el comportamiento de los isótopos puede desviarse delidealnewtoniano.Resultaquelosisótoposconunnúmeroimpardemasa,comoelazufre-33,puedenserafectadosselectivamenteporlaradiaciónultravioleta(UV).Siunamoléculadedióxidodeazufreodesulfurodehidrógenoincorporaunisótopodeazufre-33,ysiesamoléculasetopaconunrayoultravioleta(seguramenteenloaltodelaatmósfera)esposiblequereaccionemásrápidamente.Elazufre-33experimentaun«fraccionamiento independientede lamasa»quedistorsiona lasproporcionesdelosisótopos.

Pero¿porquéocurrióestecambiorepentinoenlaTierrahace2400millonesdeaños?LarespuestaseencuentraenlaspropiedadesdeabsorciónderadiaciónUVdelozono,unamoléculacompuestaportresátomosdeoxígenoquehasalidomuchoenlasnoticiasdurantelasdosúltimasdécadas.ActualmenteelozonoqueseencuentraenlapartesuperiordelaatmósferasirvecomounabarreraesencialparalosrayosUVdel Sol, potencialmente letales. Las mediciones que se han hecho durante las dosúltimas décadas revelan que esta alta capa de ozono se ha adelgazado mucho,seguramente por las reacciones destructivas que provocan productos químicos queproducimosloshumanos,llamadosclorofluorocarbonos,oCFC.(Elfreón,quealgunavezseusóenlosairesacondicionados,eselejemplomejorconocido).Este«agujerode ozono» permite que más radiación UV cancerígena alcance la superficie de laTierra.Las buenas noticias son que la prohibiciónmundial a la producción deCFCpareceestarpermitiendoquelacapadeozonoserecupererápidamente.

Antes de que aumentara el oxígeno gaseoso y de que apareciera una capa deozono que funcionara como un bloqueador cósmico para nuestro planeta, loscompuestosdeazufrequeseencontrabanenloaltodelaatmósferasufríanunbañocontinuoderadiaciónultravioleta.Bajoesasdurascondicionesloscompuestosconazufre-33 experimentaron fraccionamiento independiente de la masa. Tras la GranOxidaciónseacumulóunacapaprotectoradeozonoqueabsorbióbuenapartedelaradiaciónUVdelSolycancelóasíesteextrañoefectoenlaproduccióndeisótopos.

ComoloshallazgosdeFarquharfueronreplicadosyampliadosenlaboratoriosdetodo el mundo, la mayor parte los científicos dedicados al estudio de la Tierraterminó aceptando que en efecto existió la Gran Oxidación. A menos que loscientíficosdescubranqueexistióunmecanismoparabloquearlosrayosultravioletadiferentedelozono,losdatosdelosisótoposdeazufrepermitenfijarelcomienzodelaGranOxidaciónhaceunos2400millonesdeaños.

Ahaceroxígeno

¿Entoncesdedóndevinotodoeloxígeno?Últimamenteunodelosprimerostemasdelosquesehablaencualquierclasedeintroducciónalabiologíaeslafotosíntesis,esaextraordinariacapacidaddelasplantasdecombinaragua,dióxidodecarbonoyluz


solarparafabricarsustejidos,ydeproduciroxígenocomodesecho.Hoydamosporsentado que las plantas son indispensables para que nuestro mundo sea un lugarhabitable,peroeldescubrimientode lafotosíntesis fueunode losmayoresavancesdelaciencia.Ycomomuchosotrosdescubrimientosfundamentales,seprodujoporetapas.

Primero se descubrió el papel del agua. Para los científicos del siglo XVII losmecanismos exactos del crecimiento de las plantas resultaban un misterio, perogeneralmentesesuponíaquesus tejidosproveníandel suelo ricoenminerales,quelasplantasdebíanconsumirparacrecer.ElfísicoflamencoJanBaptistaVanHelmont(1579-1644) puso esta idea a prueba en la década de 1640 mediante un sencilloexperimentoquedescribióasí:

ToméunrecipientedeTerracotaenelcualcoloqué200librasdeTierraquehabíasidosecadapreviamenteenunHorno,yquehumedecíconaguadeLluvia,yplantéahíunRetoñooBrotedeunSauce,quepesabacincolibras;ycuandohubierontranscurridocincoañoselÁrbolquebrotópesaba169libras,yaproximadamentetresonzas:PerohumedecíelrecipientedeTerracotaconaguadeLluviaoaguadestilada(yestosiemprequeeranecesario)…Alfinalsequénuevamentelatierradelrecipiente,yencontrélasmismas200libras,menosunas dos onzas. Por lo tanto, 164 libras de Madera, Corteza y Raíces se produjeron a partir del aguasolamente.

El descubrimiento de Van Helmont fue un gran avance, aunque el agua (hoy losabemos)erasólopartedelahistoria.

UnsiglodespuéselclérigoynaturalistainglésStephenHalessugirióporprimeravez que además del agua las plantas dependen de algunos componentes del aire:trazasdedióxidodecarbonoatmosférico.Hoysabemosquetantoelaguaenelsuelocomo el dióxido de carbono en el aire son los ingredientes principales de losorganismosfotosintéticos.(ResultairónicoqueVanHelmonttambiéndescubrieraelgasdióxidodecarbonoperoquenuncasupieracuálerasupapelenelcrecimientodelasplantas).

Peroelpapelquedesempeñabalaluzsolarseguíasiendoenigmático,ytuvieronque transcurrir otros tres siglos para que empezaran a entenderse los detalles. Losavances en física nuclear sentaron las bases de esta comprensión, pues una nuevageneracióndeaceleradoresdepartículasllamadosciclotronesnosofrecióporprimeravezunsuministroestabledelisótopocarbono-11,muyradiactivoymuybuenoparadetectar reacciones biológicas. A finales de la década de 1930, Samuel Ruben yMartin Kamen, en la Universidad de California en Berkeley, expusieron algunasplantasadióxidodecarbonoconuna«etiqueta»decarbono-11.Asípudieronusarlaseñalradiactivaparaseguireldióxidodecarbonoconformelaplantaloincorporabaasustejidos.Claroquelavidamediadelcarbono-11,deunosbreves21minutos,hacíaqueestosexperimentosresultaranextraordinariamentedifícilesderealizar.

Peroen1940RubenyKamendescubrieronunaformadefabricarcarbono-14,unisótopo de rastreomuchomás adecuado gracias a su cómoda vidamedia de 5730años; esto revolucionó la investigaciónbiofísicaypronto llevóaentendercómoes


quelasplantasaprovechanelagua,eldióxidodecarbonoylaluzsolar.Enresumen,existe una proteína muy ingeniosa (y muy antigua) llamada rubisco —que seencuentraenunaclasedecianobacteriaspionerasquesecreequeseremontanatresmillonesdeañosomás—yqueconcentraeldióxidodecarbonoyelagua,absorbelaenergía del Sol y usa las materias primas para fabricar bloques de construcciónbiológica.Durantelareaccióndefotosíntesisqueproduceeloxígenoquerespiramos,las algas o las plantas consumen seis moléculas de dióxido de carbono y seismoléculasdeaguaparaconstruirunamoléculadelazúcarglucosa,conseismoléculasde oxígeno como subproducto. Esta transformación química es otro ejemplo denuestra vieja amiga, la reacción redox (que ocurre también en la oxidación delhierro). En este caso los átomos de carbono en el dióxido de carbono gananelectrones y por lo tanto se reducen, mientras que el agua u otro donante deelectronesseoxida.EnlafotosíntesislosrayosdelSolproveenlaenergíanecesariaparaelintercambiodeelectrones.

Descritaentérminosgeneralesestareacciónquímicasuenabastantesencilla—eldióxido de carbono más agua (u otra sustancia química que pueda suministrarelectrones)fabricaazúcaresyotrasbiomoléculas—perolosdetallesdelafotosíntesisson inmensamente complicados, y todavía estamos tratando de entenderlos. Paraempezar, losmicrobioshan inventadomuchas formasdiferentesde cosechar la luzsolaryotrasfuentesdeenergía.Lamayorpartedelasplantasylasalgasactualesqueproducenoxígenousanunbrillantepigmentoverde llamadoclorofilaparaabsorberluzenel espectro rojoyvioleta.Peroa lo largode lahistoriade laTierraalgunascélulashanusadootras rutas fotosintéticasquenoproducíannadadeoxígeno.Hanevolucionadopigmentos capacesde absorber luzdemuchos coloresyquedecoranlas algas rojas y pardas, las bacterias púrpuras, los líquenes y las espectacularesdiatomeas. Algunos microbios emprendedores incluso alimentan sus reaccionesfotosintéticas con radiación infrarroja, longitudes de onda que son totalmenteinvisibles para nuestros ojos pero que podemos sentir sobre la piel en forma deenergíacalorífica.

ElbioquímicoRobertBlankenship,queocupaunaposiciónimportantetantoeneldepartamentodequímicacomoeneldebiologíadelaUniversidaddeWashingtonenSt.Louis,sededicaainvestigarelcomplejoorigendelafotosíntesis.Blankenshipysus colaboradores, entre ellos algunos viejos colegas del influyente equipo deastrobiologíade laArizonaStateUniversity,buscanseñalesde lasprimeras formasde vida, tanto en la Tierra como en otros mundos. Su estrategia es estudiar lasdiversas rutas fotosintéticas que poseen muchas clases de microbios actuales —púrpuras, pardos, amarillos y verdes— y comparar sus genomas para encontrardiferencias y similitudes. Cada uno de los diversos aspectos del complejo aparatofotosintético ofrece nuevos datos: la naturaleza múltiple de los pigmentosfotosintéticos, las secuencias moleculares exactas de los «centros de reacción»proteicosquetransfierenelectronesdeunamoléculaaotra,lasmuchasformasenque


esoselectronessonusadosparafabricarlosbloquesdeconstruccióndelascélulas,einclusolainfinidaddeestructurasdelos«sistemasdeantena».(Sorprendentemente,las células han desarrollado grupos de moléculas que funcionan como diminutasantenasrecolectorasdeluz).

Blankenshiphadescubiertoquelosseresvivosdesarrollaronunadesconcertantediversidad de estrategias fotosintéticas; la vida, al parecer, es capaz de explotarcualquierfuentedeenergíaquetengaalamano.Unayotravezlosmicrobiosselashan ingeniado para encontrar nuevas formas de recolectar luz para crecer yreproducirse;existenalmenoscincorutasdiferentesqueseremontanalosprincipiosdelahistoriaevolutivadelaTierra.Noconocemosmuchosdetallesdeesahistoria,peroestáclaroquelasformasmásantiguasyprimitivasdeestasreaccionesquímicaspararecolectarenergía,queposiblementedatandemásde3500millonesdeaños,noproducían absolutamente nada de oxígeno. Los ancestros de esas primeras célulastodavía viven, y sirven para ilustrar que las modificaciones bioquímicas másprofundamentearraigadaserananaeróbicas,ynorequeríannitolerabaneloxígeno.

La investigación deBlankenship y sus colaboradores no sólo revela que existeunaampliagamadeestrategiasquímicas,sinoquetambiénapuntaaunatendenciadelosmicrobiosacombinarseyaintercambiarsusgenesrecolectoresdeluz,esdeciraapropiarse de las rutas fotosintéticas de sus rivales como si se tratara de secretosindustriales.Dehecho, el esquemamodernode fotosíntesisqueusancasi todas lasplantaspareceserunacombinacióndedosesquemasmásprimitivos(queseconocencon los prosaicos nombres de Fotosistema I y Fotosistema II). Gracias a ellos losorganismosmodernos puedenmontarse sobre reacciones biosintéticas complejas yrecolectar y usar la luz solar con mucha más eficiencia que sus antecesores quevivierondurantelasprimerasetapasdelavidaenlaTierra.

Másoxígeno

Aunque no hubiera existido la fotosíntesis, la superficie de la Tierra habríaexperimentadounaoxidaciónpausada(einsignificante)producidaporellentoescapedemoléculasdehidrógenohaciaelespacio.EnloaltodelaatmósferalasmoléculasdeH2Osonvulnerablesa lospoderesdestructivosde laradiaciónultravioletay losrayoscósmicos,quepuedenromperelaguaenhidrógenoyoxígeno.Losátomosdeaguasereacomodanenotrasmoléculassimples,sobretodoH2yO2,asícomotrazasdeozono,O3. Lasmoléculas resultantes de hidrógenoH2 sonmuchomás ágiles yrápidas que las pesadasmoléculas de oxígenoO2 yO3, así que pueden escapar alcontinuollamadodelagravedadterrestreyvolarhaciaelvacíodelespacio.Asíescomo,a lo largode lahistoriade laTierra, sehanperdidopequeñascantidadesdehidrógeno, lo que a su vez ha producido una acumulación gradual de oxígenoexcedente.Enlaactualidadelprocesocontinúa:cadaañounacantidaddehidrógeno


que equivale más o menos a los átomos que contienen unas cuantas albercasolímpicassefugahaciaelespacio.ElmismoprocesohaprovocadoqueMarte,máspequeño y con mucha menos gravedad para contener su hidrógeno, se hayadesprendidodemuchadesuagua.Alolargode4500millonesdeañoscasitodoelhidrógeno de la superficie deMarte se ha escapado al espacio, y losminerales dehierro cercanos a la superficie se hanoxidadopara darle al planeta su actual colorrojo. Aun así, la cantidad total de oxígeno en la delgada atmósfera de Marte esinsignificante: si se condensara en la superficie toda la capa de oxígeno líquidotendríamenosdemediamilésimadecentímetrodeespesor.

Dehaberocurridoduranteunperiodo tan largo comoenMarte, en laTierra lainexorableproduccióndeoxígenomediantelapérdidadehidrógenotambiénhabríaconvertido la superficie en un desierto rojo y oxidado, pero este proceso no pudotenermucho efecto en el ambiente primitivo de nuestro planeta. Incluso según loscálculosmásextremos,menosdeunamoléculaatmosféricaenunbillóneradeO2antesdelaGranOxidación.(Hoyesdeunoencinco).EnlasuperficiedelaTierraesa cantidad insignificante de oxígeno se habría agotado, tan pronto se generara, amanosdelasenormescantidadesdeátomosdehierroqueesperabanseroxidadosenlos océanos y en los suelos. Aunque la Tierra hubiera permanecido inerte yeventualmente hubieran aparecido algunas zonas rojizas erosionadas en las partesmás viejas y estables de los continentes, este barniz superficial habría sidoúnicamentecosmético.

También la vida pudo haber contribuido con un poco de oxígeno antes de lafotosíntesis.Dehecho, lascélulashanaprendidoalmenoscuatro formasdiferentesdefabricaroxígenoapartirdesuentorno.Hoylamás importantees la fotosíntesisoxigénica,peroenépocasanterioresotrasrutasbioquímicaspudierondesempeñarunpequeñopapel.

Lavidaobtiene comopuede energíade su ambiente.La formamás sencilla deconseguir energía, al tiempoque se libera oxígeno, es comenzar conunamoléculaqueyaes rica enoxígenoymuy reactiva.Así,muchosmicrobioshanaprendidoaexplotarmoléculasdeperóxido(H2O2,queseproducenenreaccionesenloaltodelaatmósfera) para generar O2 más energía, si bien es cierto que estas especiesmolecularesdebenhaber sidoescasasantesdelaumentodeloxígenoatmosféricoyque dichos mecanismos microbianos no modificaron demasiado el ambientetempranodelaTierra.

Hace poco un equipo de microbiólogos reportó en Holanda un escenario másrelevante de producción de oxígeno. El equipo descubrió unos microbiosextraordinarios que obtienen energía al descomponer óxidos de nitrógeno. MuytempranoenlahistoriadelaTierraestassustancias,llamadasNOx,eranproducidasenpequeñascantidadesa travésde reaccionesdenitrógenogaseosoconminerales,por ejemplo durante las tormentas eléctricas. Hoy, gracias al uso generalizado de


fertilizantes ricos en nitrógeno muchos lagos, ríos y estuarios están muycontaminados con compuestos NOx que promueven la aparición de grandesproliferaciones microbianas. Los microbios recién descubiertos son capaces dedescomponer los óxidos de nitrógeno en nitrógeno más oxígeno, y luego usar eloxígeno para «quemar» gas natural, o metano, y así aprovechar su energía. Estabrillante estrategia química puede resultar especialmente útil en unmundo rico ennitrógenoypobreenoxígenocomoMarte.

Evidenciafósil

Detodoslosmecanismosdeproduccióndeoxígenoqueseconocenlafotosíntesisesel campeón incuestionable,pero ¿cómocomenzó la fotosíntesisy laproduccióndeoxígeno? Los paleontólogos, que estudian los restos tangibles de esos extintosmundosvivientes,puedenverlasconexionesentrelavidapasadaylapresenteconmásclaridadquecualquierotrocientífico.Talvezporeso resultenaturalqueelloshayanestadoentrelosprimerosqueencontraronevidenciasdeunaTierraoxigenadahacemásdedosmilmillonesdeaños.Ensubúsquedadelaprimerafotosíntesisloscazadoresde fósiles seconcentraron,naturalmente, en las rocasmásantiguasde laTierra.

La evidencia fósil de células fotosintéticas muy antiguas es, a lo sumo,fragmentaria.Muypocosrestosmicrobianossobrevivenmilesdemillonesdeañosdesepultura,calentamientoyalteracionesquímicas.Loquesobreviveestátancocidoyaplastado que con frecuencia se necesita una imaginación bastante vívida paraconseguir darle una interpretación biológica. Con frecuencia las colonias demicrobiosfósilestienenelaspectodeunascuantasmanchitasdispersas,demodoquenoresultasorprendentequecadavezquealguienreportahaberencontradomicrobiosde más de dos mil millones de años de edad las noticias se reciban con unescepticismocauteloso,oinclusoqueseridiculicenabiertamente.

Durante buena parte de las últimas cuatro décadas uno de los defensores másapasionados del rigor paleontológico ha sido J.William (Bill) Schopf, profesor depaleontologíaenlaUniversidaddeCalifornia,campusLosÁngeles.Conbaseensusestudiosde fósilesmicrobianoscadavezmásantiguos,Schopfhadesarrolladounalista de rasgos que son necesarios y suficientes para confirmar las afirmaciones dequesetratadeantiguosseresvivos.Schopfseconcentróprimeroenlosespecímenesmásrecientes,mejorconservadosymásinequívocos,yeselcientíficoquedeformamás convincente ha logrado empujar el registro fósilmás ymás hacia atrás, hastahacemásdetresmilmillonesdeaños,bienentradoeneleónArqueano.

Los criterios de Schopf son directos y razonables: losmicrobios fósiles debenprovenirdeestratossedimentariosadecuadamentedatadosyquesehayandepositadoen ambientes en los que losmicrobios hayan podido vivir alguna vez. Los fósiles


debenmostrar formasy tamañosuniformes,porejemploesferasoconosocadenasconsistentes, y no los manchones y las rayas oscuros y amorfos que puedenencontrarseenmuchasrocasantiguas.Schopfysusestudiantestambiénusantécnicasestadísticasparaeliminarpartede lasubjetividadquees inherentealestudiode lasrocassedimentariasmásantiguasdelaTierra.

Estecatálogocuantitativoderasgosesencialesparacualquiermuestradefósilesmicrobianos le ha funcionado bien a Schopf. Con esto pudo publicar algunasdescripcionesirrefutablesdenuevoshallazgosfósiles,ysembródudassobrealgunasde las afirmacionesmás cuestionables de otros investigadores rivales. Su retomásdestacado tuvo lugar en 1996, cuando los científicos de la NASA anunciaron quehabían encontrado restos microbianos en un meteorito marciano. Durante unadramáticaconferenciadeprensaorganizadaporlaNASAenagostodeeseaño,Schopfera el único disidente. Con un desprecio mal disfrazado, señaló que los «fósiles»marcianoserandemasiadopequeños,carecíandepruebasquímicasymineralógicasasufavoryseencontrabanenlaclaseincorrectaderoca.(Apesardelosconvincentesargumentos de Schopf el presidenteClinton elogió el descubrimiento, cosa que talvezcondujoaunsignificativoaumentoenelpresupuestodelaNASAparaelrubrodeastrobiología,yestedineroasuvezterminóapoyandoamuchosinvestigadoresdelorigendelavida,incluidoelmismoSchopf).

Resulta irónico que Schopf pronto fuera víctima del mismo tipo de críticasdevastadoras, en relación con una afirmación que élmismo hizo en 1993, cuandoanuncióquehabíadescubierto losmicrobiosfósilesmásantiguosde laTierraenelsílexdeApex,unaformacióndecasi3500millonesdeañosdeedadenelnoroestedeAustralia. Las fotografías, quemuestran unas sugerentes estructuras alargadas consegmentacionesparecidasalascelulares,seveíanbastanteconvincentes.Lahistoria,publicadaenunartículodestacadoenlarevistaScience,complementólasfotosdelosfósiles con dibujos a línea (para «ayudar al ojo») colocadas junto a fotos decianobacterias,microbios fotosintéticos actuales un poco parecidos a los supuestosfósiles.Schopf inclusoafirmóquesus fósiles fueronprobablementeproductoresdeoxígeno.Enpocosaños, sus fotosmásconvincentes seconvirtieronenunasde lasimágenespaleontológicasmásreproducidasdetodoslostiempos,lascualesadornannumerosos libros de texto con leyendas donde se repetía «primeros fósiles», amenudoconlasugerenciadequelosmicrobioseranfotosintéticos.

Unadelasreglasdelacienciaesquelasafirmacionesextraordinariasrequierenpruebas extraordinarias. También es verdad que las afirmaciones extraordinariassuelenrecibirunescrutinioextraordinario.TodoslosespecímenesfósilesdeSchopfseencuentranenelBritishMuseumenLondres,dondeestánpreservadosenformadedelgadas láminas transparentes de roca montadas en portaobjetos de cristal ycuidadosamente catalogadas. En 2000 un paleontólogo de Oxford,Martin Brasier,comenzó un cuidadoso examen del material de sílex de Apex y llegó a unaconclusiónmuydiferente.


Las «delgadas secciones» del sílex deApex recolectadas porSchopf resultaronsermásbiengruesas,almenosenrelaciónconeltamañodeunmicrobio.BrasierysuscolegasfueroncapacesdeencontrarlamayorpartedelosdiminutosobjetosqueSchopf había fotografiado y publicado, pero les sorprendió darse cuenta de quemuchasdelasfotografíasresultaban,enelmejordeloscasos,engañosas.Cadaunadelasfotos,yaclásicas,deSchopfrepresentaunsoloplanofocalmicroscópico:undelgado corte bidimensional de objetos tridimensionales borrosos. Brasier y suequipo usaron una técnica fotográfica más moderna que creó un montajetridimensionaldeimágenesyrevelóunahistoriamuchomáscompleja.Sólolograbanreproducirlasfotografíasclásicasdelos«fósiles»deApexdeSchopfsienfocabanelmicroscopio a una profundidad particular. Pero si el foco semovía un poco haciaarriba o hacia abajo, lo que al principio parecía una cadena alargada de célulasmicrobianasseconvertíaenunaláminaonduladaounmanchónirregular,avecesconpliegues,ramificacionesolíneasirregulares.SegúnlasobservacionesdeBrasier,las«cadenasdemicrobios» son secciones transversales de estructuras tridimensionalesquetienenpocoparecidoconcualquierestructurabiológicayquefueronelegidasenforma engañosa. El artículo de Brasier y colegas que contenía este vergonzosodesafío,«QuestioningtheEvidenceforEarth’sOldestFossils»(«LaevidenciadelosfósilesmásantiguosdelaTierraenduda»)aparecióenelnúmerodel7demarzode2002delafamosarevistaNature.

Schopf dio la batalla con su propio artículo, «Laser-Raman Imagery ofEarth’sEarliestFossil»(«ImágenesdeláserRamandelosfósilesmásantiguosdelaTierra»),queapareciójuntoalartículodeBrasierenelmismonúmero.Schopfysuscolegaspresentaronnuevosanálisisdelosmanchonesnegros,ricosencarbono,delsílexdeApex, y demostraron que tienen composiciones isotópicas y estructuras atómicasconsistentes con la biología. Repitió audazmente la retórica de «los fósiles másantiguos»,aunquepareciódarmarchaatrásensuinterpretacióndequelosmicrobioseranfotosintéticos.Sinembargo,yasehabíasembrado lasemillade ladudaen lasafirmaciones deSchopf, y se había subido el nivel en la búsquedade las primerasseñalesdevida.

(Enunasecueladeúltimahora,MartinBrasierysuscolaboradoresdeAustraliaafirman ahora haber encontrado los «fósiles más antiguos», restos microbianosprovenientes de la formación Strelley Pool, de 3400 millones de años de edad,descubiertaa30kilómetrosdelosmanchonesdeSchopf,unpocomásantiguosperoaúnendiscusión.Pocosobservadoresesperanqueestesucesosealaúltimapalabraeneldebate).

Elfósilmáspequeño

Imagínate loque sucedecuandounacoloniademicrobiosmuere.Casi siempre lasdiminutas bolsas de sustancias químicas que alguna vez fueron células vivas se


rompen y se dispersan; las biomoléculas grandes se rompen en partesmolecularesmás pequeñas, sobre todo agua y CO2. Otros microbios devoran los trozos mássuculentosylasmoléculasindigeriblessedisuelvenenlosocéanos,seevaporanenelaireoquedanatrapadasenlasrocas.Porlogeneral,unosañosdespuésnadaqueda,pueseltiemponoesamableconrestosmolecularestanfrágilescomoéstos.

En circunstancias extraordinarias —si las células muertas son sepultadas muypronto,sinohayoxígenocorrosivoen losalrededores,si la rocahuéspednuncasecalientademasiado—algunasdelasbiomoléculasmásresistentestienenoportunidadde sobrevivir, si bien en una forma alterada. Las que tienenmás posibilidades desobrevivirsonlasmoléculasconunacolumnavertebral irregularhechadehasta20átomos de carbono, a veces dispuestos en forma de una larga cadena simple (conunoscuantosátomosdecarbonoqueasomanporlosladosdevezencuando),avecesen un grupo de anillos entrelazados (parecidos al logo de las Olimpiadas). Estosbiofragmentos diagnósticos son como esqueletos ultrapequeños y representan losrestos de colecciones mucho más grandes de moléculas funcionales que se handegradadoyhanperdidotodoexceptounnúcleoresistente.

Sipuedesencontrarunodeestosesqueletosmolecularesenunarocasedimentariaantigua,ypuedesestarsegurodequenoesproductodelacontaminacióndeestratosmás jóvenes o de los restos ubicuos de células que murieron recientemente (porejemplo,demicrobiosquevivenbajo lasuperficie,o inclusodepielmuertade tusdedos), puedes anunciar que has descubierto un fósil químico, los átomosmismosquealgunavezformaronpartedeunmicrobiovivo.YestoexplicalafascinacióndeSchopfporlosmanchonesnegrosenlossílexdeApex.

Muchos paleontólogos moleculares modernos viven una fascinante doble vida.Porunladopuedenescogerlosrigoresdelosgeólogosdecampo:caminarkilómetrosykilómetrosporterrenosdifícilesyextraercientosdekilosderocasprometedorasdeafloramientoslejanosendesiertosardientes,tundrasheladasyaltasmontañas.Cadaaño algunos pequeños equipos viajan al occidente de Australia, a Sudáfrica, aGroenlandiayalcentrodeCanadáenbuscadenuevosespecímenes.Otrosprefierentrabajarenplataformasdeperforación,conlaesperanzadeobtenernúcleosderocasantiguasimpolutas,nocontaminadasporelclimanilavegetación.Lasexpedicionespuedensignificarmesesdeadversidades,privacionesypeligros.

Estasaventurascontrastanconlosmesesdeanálisistediososquesellevanacaboen laboratorios superlimpios en los que la más ligera exhalación o huella digitalpuede contaminar irrevocablemente una invaluable muestra de roca de tres milmillonesdeañosdeedad.Paraextraermoléculasindividualesdeunarocasenecesitatiempo y paciencia, un cuidado exquisito y un arsenal de aparatos analíticossofisticados. Uno de los exponentes principales de este arte del siglo XXI es elpaleontólogo australiano Roger Summons, que ha instalado su taller en eldepartamento de la Tierra y las ciencias planetarias del MIT; desde allí dirige elLaboratorio Summons, un comité de expertos conformado por una docena de


cazadoresdefósilesmolecularesqueseocupandeestudiarlasrocasmásantiguasdelaTierra.

Hace una docena de años, mientras trabajaba en la Universidad NacionalAustraliana, Summons dirigió a un grupo de científicos que salieron en la primeraplanadelosperiódicostrasestudiarunosprometedoressedimentosde2700millonesdeañosdeedadoriginariosdelcratónPilbara,eneloestedeAustralia.Summonsysuscolegastuvieronaccesoaunsingularnúcleoderoca,unasecuenciadecasi800metros de longitud que incluía una intrigante sección de esquisto negro rico encarbono,eltipoderocasedimentariaquetienemásprobabilidadesdecontenerfósilesmoleculares.EstasrocasdePilbarafuerondeespecial interésporqueparecíanestarbásicamente inalteradas por el calor y no haber tenido contacto con la vida de lasuperficieoconaguasubterráneaquelascontaminara.Siexistíaunarocaenlaquepodíansobrevivirantiguasbiomoléculas,éstateníaqueser.

Los investigadores australianos se concentraron en los hopanos, esa elegantecategoría de biomoléculasmuy resistentes quemencionamos en el capítulo 6. Loshopanos desempeñan un papel importante en la estabilización de las membranascelularesprotectoras,yacausadesurarezafueradelascélulasvivasconstituyen,talvez, elmás convincentede losbiomarcadoresmoleculares.Cadahopano tieneunacaracterística columna vertebral formada por cinco anillos entrelazados: cuatrohexágonos(cadaunodefinidoporseisátomosdecarbono)yunpentágono(concincoátomos de carbono) al final.Cada anillo comparte dos átomos de carbono con susvecinos;entotalunacolumnavertebralde21átomosdecarbono.

LoscuidadososestudiosquesellevaronacaboenellaboratoriodeSummonsenAustraliaprodujerondosartículosmuyimportantes,ambospublicadosenagostode1999. El primero, que apareció en Science y en el que figura Jochen Brocks, unestudiantededoctoradodeSummons,comoprimerautor,narrabaeldescubrimientode hopanos en rocas de 2700 millones de años de antigüedad de Pilbara; estoshopanos serían, así, los fósiles moleculares más antiguos que se conocían, yromperían el récord por más de mil millones de años. Descubrir hopanos puederevelarmucho sobre los ecosistemas antiguos, puesdiferentes especies usanvariostiposdistintosdehopanos, con átomosde carbonoextrapegados envarios lugaresalrededordelosanillos.BrocksysuscolegassugirieronqueloshopanosdePilbaraindicabanlapresenciadecélulasbastanteavanzadasllamadaseucariotas,esdecirquecontienen un núcleo que alberga elADN. Cuando se publicó el artículo las célulasfósileseucariotasmásantiguasqueseconocíanapenasteníanmilmillonesdeañosdeantigüedad, mientras que los microbios primitivos que se pensaba que existieronprimero, hace unos dos mil millones de años, no tenían un núcleo, así que estainterpretación fue recibida con sorpresa e incluso con abierta incredulidad. Si eldescubrimiento era real sólo podían existir dos conclusiones posibles. O bien lascélulaseucariotasaparecieronmucho,muchoantesdeloquesehabíapensado(yporlo tanto, la evolución de la vida fuemás rápida de lo que se creía) o los hopanos


evolucionaron mucho antes que las eucariotas. En cualquier caso tendría querevisarsenuestracomprensióndelahistoriadelavida.

Elsegundoartículo,quesepublicóenNatureconSimmonscomoautorprincipal,hacía la afirmación, igual de sorprendente, de que los esquistos negros de 2500millones de años de edad que se encuentran en Mount McRae, un pico de unosmodestosmilmetrosdealturaeneloccidentedeAustralia,contienenunavariantedelamoléculadecincoanillosdelhopanoconuncarbonoextraqueasomaaunladodelprimeranillo.Estasmoléculas2-metilhopanoidessóloseconocenencianobacteriasfotosintéticas,quesonlosprincipalesproductoresdeoxígenodelaTierra.Summonsllegóalaconclusióndequehace2500millonesdeañoslafotosíntesisyaibaatodamarchaenlaTierra.Estacronologíaeraconsistenteconelaumentodeloxígenomáso menos por esa época, pero la idea de que el origen de la fotosíntesis pudierabuscarse en unos cuantos fragmentos moleculares preservados le abrió a lapaleontologíaalgunaspuertasnuevasyemocionantes.

Peronotodosestabanconvencidos.IgualquelasafirmacionesquehizoantesBillSchopfsobrelos«fósilesmásantiguosdelaTierra»,losextraordinarioshallazgosdehopanosdeRogerSummonshanencontradoopositores, entreellos JochenBrocks,quien ahora tiene algunas graves dudas sobre su propio trabajo doctoral y sobrecualquierotroestudioacercadesupuestosbiomarcadoresdemásdedosmilmillonesdeañosdeantigüedad.Losescépticosdicenqueloshopanosjóvenesestánportodoslados;bajolasuperficiehaylegionesdemicrobiosquevivenenlasrocas,asíqueesinevitablequeéstassecontaminenalolargodedosmilmillonesdeañosdehistoriaterrestre.Es indudableque loshopanosyotrasbiomoléculasestánahí,pero¿quiénpuede asegurar cuándo o cómo llegaron? Manténgase en sintonía: siempre esdivertidoverestosdebates,ycasisiempreconducenanuevosdescubrimientos.

Losbancosdearenadeltiempo

¿Enquéotrolugarpodríabuscarunpaleontólogo?Delasmuchaspistasrelacionadascon la historia de la fotosíntesis que se encuentran en el registro fósil los tapetesmicrobianosson,almismotiempo,lasmásobviasylasmásignoradas.Actualmenteseformanenaguascosterassomerasdetodoelmundoyalolargodelasorillasderíosyarroyoslentosenlosquelasalgaspuedenentrelazarsusfilamentosencapasgruesasyenmarañadas.Estos resistentes tapetes,similaresauna tela,permitenquelasalgastenganaccesoaunambientehúmedoeiluminado,yalmismotiempoqueesténprotegidasdelainevitableerosiónprovocadaporlasinundacionesylasolas.Apesar de que es fácil encontrarlos en todo elmundo, la comunidad paleontológicabásicamente ignoró los tapetesmicrobianos fósiles antesde losdescubrimientosdeNoraNoffke.

Durante más de una década tuve la oportunidad de trabajar como asistente de


NoraNoffke, profesoradegeobiología en laOldDominionUniversity enNorfolk,Virginia, y la principal autoridad en tapetes microbianos antiguos del mundo.Equipadaconunamiradamuyaguda,unaperspectivaúnicayunadeterminacióndeacero, ha decidido realizar su trabajo de campo en algunas de las regiones másintimidantesdelmundo.TrasaventurarseenzonaslejanasyhostilesdeSudáfrica,eloccidente de Australia, Namibia, los desiertos de Medio Oriente y la heladaGroenlandia, ha desenterrado algunasmaravillas paleontológicas que a nadie se lehabía ocurrido buscar. Una y otra vez, Nora ha reconocido evidencia de que enmuchas de las costas arenosas más antiguas de la Tierra crecieron tapicesmicrobianos.

Larazóndequelostapicesmicrobianosfósilesseantanimportantesesquedebensurgir gracias a algún tipo de fotosíntesis. Los microbios que dejaron sus restosfragmentarios en sílex negros y esquistos negros pudieron provenir de zonasmuyprofundas,lejosdelaluzsolar.Existenevidenciasdequelosestromatolitosdeaguassomerasdehace3500millonesdeañosmantuvieronunestilodevidafotosintético,aunque estos pequeños montículos mineralizados también habrían podido sersencillamente rascacielosprotectores enmediodeunambientehostil ybarridoporlasolas.Perolostapicesmicrobianosdebenhabersidofotosintéticos.¿Porquéunacolonia demicrobios se tomaría lamolestia de fijar su residencia en una zona demareasseverasypocoprofundasinoparaobtenerlaluzsolar?

Para situar las contribuciones deNoraNoffke en contexto, debemos considerarotros fósiles muy antiguos. Durante buena parte del último medio siglo lospaleontólogos que buscan las formas de vida más antiguas de la Tierra se hanconcentradoentrestiposdeformacionesrocosas.Primerolossílexnegros,comoelcontrovertido sílex de Apex de Bill Schopf, de 3500 millones de años. Los sílexnegrosfueronlosprimerosquealcanzaronlos titularespaleontológicosaprincipiosdeladécadade1960,cuandoelpaleobotánicodeHarvardElsoBarghoornreconocióantiguosfósilesmicrobianosenelsílexdeGunflintdelnortedeMinnesotayeloestede Ontario, de 1900 millones de años de edad. Barghoorn estudió secciones muydelgadas y transparentes de la roca, de granomuy fino y rica en silicio, y se diocuenta de que estaba viendo antiguos cuerpos fósiles de microbios que se habíanconservadoconexquisitodetalle.EncolaboraciónconelgeólogoStanleyTyler,queunadécadaatráshabíaobservadoporprimeravezunosintrigantesobjetosesféricosen el Gunflint, Barghoorn describió algunos grupos sorprendentes de lo queindudablemente eran células, un ecosistema microscópico de esferas, conos yfilamentos, algunos en proceso de división. De hecho, a pesar de que durante lasdécadas siguientes se ha afirmadounay otra vez el descubrimiento de fósilesmásantiguos, algunos paleontólogos siguen pensando que el sílex deGunflint contienelosfósilesdecélulasfotosintéticasincontrovertiblesmásantiguosdelaTierra.

Unsegundo tipode roca, los esquistos ricosencarbonocomo losqueestudianRoger Summons y sus colegas, son tal vez lamejor fuente de fósilesmoleculares


antiguos.Losesquistosnegrossonacumulacionesdelodoyresiduosorgánicosquese formaron en aguas profundas, así que podemos saber con certeza que son lasepulturade los restosdeantiguosmicrobios.Esporelloqueactualmente seestánsometiendoauncuidadosoescrutinioquímico—unacapamicroscópica trasotra—gruesas secciones de esquistos negros provenientes deAustralia, Sudáfrica y otrasregiones que tienen miles de millones de años de edad. Conforme surgen nuevasherramientas analíticas más sensibles, algunas capaces de detectar moléculasindividuales,sindudaseguiránnuevosdescubrimientos.

El tercer tipo de formación que contiene fósiles antiguos y que se estudiaintensamente son los estromatolitos, esas estructuras estratificadas y abovedadashechasdemineralesquedepositaronpocoapocoviejasformasdevida.Sinofueraporque en la actualidad existen algunos estromatolitos que viven en arrecifes demaressomeros,losmásfamososdeloscualesseencuentranenelhermosoylejanoWorldHeritageSite,enlabahíaSharkdeloccidentedeAustralia,lospaleontólogosseguirían preguntándose cómo se formaron estos pequeñosmontículos, que suelenencontrarse conservados en piedra caliza. Estos extraños túmulos sedimentarios seforman cuando una cubierta conformada por microbios resbalosos —microbiosfotosintéticos, en el caso de los arrecifes actuales— produce capa sobre capa deminerales.Sehanidentificadocientosdeestromatolitosportodoelmundo,algunosenrocasquetienenmásdetresmilmillonesdeañosdeantigüedad.

Lossílexnegros, losesquistosnegrosy losestromatolitos.Aestabrevelistadelas formaciones fosilíferas más antiguas de la Tierra, Nora Noffke ha añadido uncuarto tipode roca: la arenisca.Resulta comprensible que las areniscas hayan sidopasadasporalto.Lamayorpartede los fósilessepreservanenrocasdegranofinocomoelsílexoelesquisto,oenarrecifesdecaliza,yporellosehizoénfasisenelsílex negro, el esquisto negro y los estromatolitos. La arena, por el contrario, esrelativamentegruesaycontienegranosmineralesmuchomásgrandesquelamayorparte de los microbios. Además, la arena tiende a concentrarse en la playa, en laturbulenta zona de mareas, en donde casi todas las señales de vida son borradas,erosionadasydispersadasenelmar.PeroNoffkehapasadodosdécadasestudiandolasmarismasmodernas y sus ricos ecosistemas, y ha encontrado que en las costassomerasyarenosascrecentapicesmicrobianosfibrososyresistentesquecontribuyenadarlessusformascaracterísticas.Estostapicesleimprimenunatexturarugosaalasuperficiede laarena,muyparecidaa ladeunmantelarrugado;atrapangranosdesedimentoenunamasagruesayresistentedehebrasvegetales;alteranelpatróndelasondasenlaarena,ydurantelastormentasserompenenformasgeométricasmuyparticularesyseenrollancomotapetitospersas.

La mayor parte de los afloramientos de arenisca son lisos o ligeramenteondulados,ycarecendecualquierrasgoclaramentebiológico.PeroencuantoNoffkeaprendió a distinguir las arrugadas y agrietadas superficies, características de lostapices microbianos fosilizados en las rocas antiguas, comenzó a encontrar estos


rasgossutilesdondequieraquevolteara.En1998 identificó las reveladoras texturasrugosasenlassuperficiesderocasde480millonesdeañosenlaMontañaNegra,enlosAlpesfranceses.En2000, trasmudarsea laUniversidaddeHarvardparahacertrabajo posdoctoral, hizo retroceder aún más el registro al identificar patronessimilares en rocas de Namibia de 550 millones de años de edad. Que existierantapices microbianos hace 500 millones de años no era particularmente novedoso;todoslospaleontólogosconcuerdanenqueestasestructurasdebenhaberadornadolasregionescosterasmuchoantesqueeso.PeroantesdeNoffkenadiesehabíatomadoel tiempo para estudiar los sistemas de tapices modernos y reconocer los rasgossimilarespreservadosenfósilesindiscutiblesenrocasantiguas.

En2001Noffkehizoelprimerodeunaseriededescubrimientosrevolucionariosde tapetes microbianos en formaciones de más de tres mil millones de años deantigüedad en Sudáfrica y Australia, mucho más antiguas que la hipotética GranOxidación.Esdifícildistinguirestosrasgosalmediodía,cuandotieneslaluzdelsoljusto sobre la cabeza. Pero en la tarde, cuando se acerca el fin de un largo y confrecuencia infructuoso día de trabajo y el sol brilla oblicuo sobre las piedrasdesnudas, las distintivas superficies arrugadas de la arenisca se revelan en altocontraste.«Lasestructurasparecensaltarportodoslados»,recuerdaNoffkesobreundescubrimientoparticularmente emocionante que se consumóen la últimahoradelúltimodíadeunadifícilexpediciónaÁfrica.

Nora se acercó a mí en el 2000 a sugerencia de su mentor de Harvard, elpaleontólogoAndyKnoll.Andyyyohabíamossidoamigosdesdenuestrosdíasdeuniversitarios, allá por la década de 1970; durante un tiempo nuestras carreras noscondujeron por direcciones científicas diferentes, pero nuestromutuo interés en laastrobiologíanosacercónuevamente.KnollsediocuentadequelosargumentosdeNoffke sobre los antiguos tapetes microbianos se basaban casi por completo enrasgossuperficialesque,sibienunaveceseransugerentes,enotrasrequeríanunpocode imaginación especulativa. Un paleontólogo promedio que no tuviera la enormeexperienciadeNoffkeconlostapetesmodernospodríapasarporaltoodesecharconfacilidadlasviejasmarcasondeadasoarrugadasenlassuperficiesdelasrocas.Asíque Knoll la animó a fortalecer su argumento sobre los tapetes añadiendo datosanalíticos sobre losminerales, las biomoléculas y los isótopos conservados en suscaracterísticos estratos crenulados. Tal vez algunos rastros de carbono antiguo ociertas concentraciones de minerales característicos ofrecerían evidencias sólidassobre algunos de los rasgos más antiguos, aunque ambiguos, de los restos que sesospechaba que podían ser tapicesmicrobianos fósiles. Yo ya había trabajado conotrosestudiantesdeKnoll,asíquemehicecargo.

LosprimerosespecímenesquemandóNoffkeresultaronunabuenalecciónsobrela importancia de ese tipo de análisis. Había encontrado unas delgadas capasonduladas y negras en sedimentos arenosos de tres mil millones de años deantigüedad;deprobarsequeeran tapicesmicrobianosesto loshabríaconvertidoen


losmásantiguosdelmundo.Noffkenecesitabaconfirmarqueestascosasnegraseranricasencarbonoyconteníanlafirmaisotópicaadecuada,conaproximadamentetresporcientomenosdelpesadoisótopocarbono-13que lacortezapromedio.Yahabíaescrito un artículo paraScience y estaba lista para entregarlo; sólo aguardaba estaúltimaconfirmación.LasmuestrasderocaseenviaronporFedEx,enunenvíodealtaprioridad, desde Cambridge, Massachusetts, al Laboratorio de Geofísica. Meencontrababajolalupa.

Porsuerte,micolegaMarilynFogel,queeslaexpertaenisótoposdecarbonoenelLaboratoriodeGeofísicadelInstitutoCarnegie,estabadispuestaaayudar.Marilynviolamuestraymeexplicóquéhabíaquehacer:molerlarocaypulverizarlahastaobtener un polvo fino, poner unos cuantos microgramos de ese polvo en variascopitasdepapeldealuminiopuro,pesarlasmuestrasydoblarcadacopaparaobteneruna esferita del tamaño de un balín. Luego estasmuestras y los estándares de losisótopos de carbono se introdujeron, uno a uno, en un horno que evapora loscompuestos que contienen carbono para formar gas de dióxido de carbono. El gasfluyehaciaunsensibleespectrómetrodemasasqueseparaymideelcarbono-12yelcarbono-13.Sólonostomóunashorasobtenerlaproporciónquerevelaríalaverdad.

Noraesperabaqueencontráramosalgoenelrangode–25a-35, típicodeotrostapicesmicrobianos.Perolamáquinaescupióalgodiferente.Laproporciónisotópicaestabacercadecero,unvalorquenotienenadaqueverconlabiologíayque,porelcontrario, era característica del carbono inorgánico, la clase de carbono que fluyedesde el manto en los fluidos y se deposita en finas vetas de grafito negro. Enresumen: las cosas negras en las muestras de Noffke eran ricas en carbono, peroindudablementenodeorigenbiológico.

Conesalecciónenmente,deinmediatonospusimosaanalizarestructurasnegrasydelgadasenmuchosotrosantiguossedimentosqueNorahabíaacumuladoensusvarias áreas de trabajo de campo, desde Sudáfrica hastaGroenlandia, pasando porAustralia,yqueparecíanprometedoras.Unayotravezencontramosquelosisótoposde carbono caían en un rango de –30, consistente con los tapices microbianos, yhallamosotrasevidenciasconvincentesdequelosmicrobiosflorecieronalolargodelascostasarenosasdelaTierrahacetresmilmillonesdeaños.Yadiferenciadelasdiminutas cositas negras o de algunos rastros de biomoléculas, las evidencias deNoffke estaban a la vista, en el campo, tan grandes como un afloramiento rocoso.Podíassostenersuspruebasenlamano.

Pero sigueenpieunapreguntacentral: ¿losmicrobiosde los tapetesproducíanoxígeno o usaban la luz solar para realizar una fotoquímica más simple? Losmicrobios desarrollaron muchas estrategias para aprovechar el sol, y no todasproducen oxígeno. Así que los detalles sobre cómo se ganaban la vida esosorganismosdentrodesustapiceshacetresmilmillonesdeañosseguiránsiendountemacandenteenlosañosporvenir.


Laexplosiónmineralógica

Existe un consenso generalizado sobre la historia de la oxigenación de la Tierra.Antesdecumplir2500millonesdeañosdeedadlaatmósferadelaTierracarecíacasiporcompletodeO2.Elsurgimientodelosmicrobiosfotosintéticoscausódramáticoscambiosacumulativosentre2400y2200millonesdeañosatrás,cuandoeloxígenoatmosférico aumentó hasta alcanzarmás de uno por ciento de las concentracionesactuales.EstecambioirreversibletransformóelambientedelasuperficiedelaTierraysentólascondicionesparacambiosaúnmásdramáticos.

Como los reportes anteriores demuestran, los detalles de esta transición se hanconvertido en puntos focales de las carreras demuchos científicos. En los últimosaños mi viejo colega Dimitri Sverjensky y yo hemos saltado al ruedo con unaafirmación sorprendenteyunpococontraintuitiva: lamayorpartede losmineralesque existen en la Tierra son consecuencia de la vida.Durante siglos la suposicióntácita fue que el reino mineral actúa en forma independiente de la vida. Nuestronuevoenfoquedela«evoluciónmineral»,porelcontrario,subrayalacoevolucióndelageosferaylabiosfera.Sverjenskyyyoproponemosquelasdosterceraspartesdelasaproximadamente4500especiesmineralesconocidasnopodríanhaberseformadoantesdelaGranOxidación,yquecasitodalaenormediversidadmineraldelaTierraprobablementeseríaimposibleenunmundosinvida.Desdeestaperspectiva,algunosde nuestros minerales favoritos, como la semipreciosa turquesa, la profundamenteazulazuritaylabrillantemalaquitaverdesonseñalesinequívocasdevida.

Lasrazonesdequelosmineralesdependanasídelmundovivientesonsimples:estoshermososminerales,ymilesdeespeciesmás,seformanenlasuperficiedelacortezagraciasalainteraccióndeaguasricasenoxígenoconmineralespreexistentes.Lasaguasbajolasuperficiedisuelven,transportan,alteranquímicamenteymodificandeotrasformaslaprimeracapaderoca,deunoscuantosmilesdemetrosdeespesor.En el proceso ocurren por primera vez nuevas reacciones químicas que producennuevos conjuntos deminerales. Sverjensky y yo hemos catalogado largas listas demineralesproducidosdeestaforma,derivadosdecobre,uranio,hierro,manganeso,níquel, mercurio, molibdeno y muchos otros elementos. Antes de la aparición deloxígeno estas reacciones formadoras de minerales simplemente no podrían haberocurrido.

«¿YquéconMarte,elplanetarojo?»,preguntannuestroscolegas.¿Lasuperficieoxidada de nuestro vecino planetario no es una evidencia de que Marte ha sidooxidado y podría poseer una diversidad mineral similar a la de la Tierra? No,argumentamosnosotros.LadiferenciacrucialesqueMarte,ypresumiblementeotrosplanetaspequeñoscomoél,noexperimentaronlacirculacióndinámicadeaguaricaen oxígeno bajo la superficie, que es lo que produjo la sorprendente diversidadmineraldelaTierra.EsposiblequeexistandepósitosdeaguasubterráneaenMarte,comoalgunosdatosrecientessugieren,peroesaaguaestácongelada.Laúnicarazón


dequeMartesearojoesquehaperdidocasitodoelhidrógenoqueteníacercadelasuperficie(yporlotanto,casitodasuagua).Laspequeñascantidadesdeoxígenoqueseproducenporlapérdidadehidrógenoprovocanquelasuperficiesearoja,comosise trataradeunadelgadacapadepinturadeunafraccióndecentímetrodeespesor,peroeseoxígenonopuedepenetrarprofundamenteenlacortezamarciana.

Nuestro nuevo panorama del pasado mineralógico de la Tierra puso en dudaalgunasideasanteriores.Enunartículopublicadoen2007enlarevistaScience,conel provocativo título de «AWhiff of Oxigen Before the Great Oxidation Event?»(«¿UnolorcilloaoxígenoantesdelaGranOxidación?»)elgeoquímicoArielAnbary sus colegas documentaronmeticulosamente los elementos traza que aparecen enunasecuenciadeesquistonegrode2500millonesdeañosdeedadprovenientesdelmonte McRae en el occidente de Australia. Estos sedimentos finamenteestratificados,quesedepositaronlejosdelascostasdeunantiguoocéano,tienenunaspecto monótono a simple vista, pero en cuanto se los somete a un examencuidadosorevelanalgunassorpresasquímicas.Lamásnotableesunaseccióndediezmetros de largo, cerca de la parte superior del esquisto, que está notablementeenriquecidaenmolibdenoyrenio,elementosquímicosquenosuelenaparecerenlasrocas sedimentarias a menos que estén oxidadas. En sus formas más oxidadas elmolibdeno y el renio se disuelven fácilmente en la roca ígnea que les sirve dehuésped, fluyen por los ríos hasta los océanos y pueden incorporarse en esquistosnegrosenelfondooceánico.

Todosconcuerdanconqueestosenriquecimientosdemolibdenoyrenionosdicenalgo sobre la erosión hace 2500millones de años. Lamolibdenita, elmineralmáscomún del molibdeno (y que con frecuencia también incorpora renio) esexcepcionalmentesuaveysedesgastacongranfacilidad.Talvezenalgunaantigualadera montañosa quedó expuesto granito que contenía molibdenita. Tal vez laerosiónmecánica desprendió fragmentosmicroscópicos demolibdenita que fueronarrastradoshastaelmaryseasentaronenelfondo,negroylodoso.Estossedimentoseventualmente fueron sepultados, se solidificaron y dieron origen al esquisto delmonteMcRae.

Anbar y su equipo llegaron a una conclusión diferente: propusieron que un«olorcillo de oxígeno» proveniente de unas células fotosintéticas precoces fue elagente que se encargó de lamaniobra. Tal vez una concentración local de célulasverdesyresbalosascreóunmicroambienteconsuficienteoxígenoparamovilizarelmolibdeno y el renio.Después de todo, contamos con pruebas inequívocas de quehace2400millones de años el nivel de oxígeno aumentó en forma global, así que¿porquénopodríahaberocurrido lomismo,enformalocal,cienmillonesdeañosantes?

Sverjenskyyyorebatimosquehaymuchasformasdetransportarelmolibdeno,elrenio y otros elementos, además del oxígeno. Algunas moléculas atmosféricascomunesquecontienenazufre,nitrógenoocarbonopodríanhaberrealizadoeltruco


de aceptar electrones igual de bien, en ausencia de O2. Ésta es la naturaleza deldebate científico: las ideas y los argumentos nuevos se reciben con ideas yargumentosalternativos.

Cualquieraquehayasidoelmomentoexactodelaumentodeloxígeno,paracuandolaTierracelebrósucumpleaños 2500millonessusuperficie se transformóunavezmás. Los primeros cambios dramáticos ocurrieron con la oxidación del suelo. Lameteorizacióndelasuperficie,ocasionadaporeloxígeno,comenzóadescomponerelgranitoqueconteníahierroyelbasaltoensuelosdecolorrojoladrillo.Conformeelsueloenvejecíasutonopasódelgrisyelnegroquepredominabanhastaentoncesalrojizocolordelóxido.DesdeelespacioloscontinentesquepoblabanlaTierrahace2500millonesdeaños—todavíamáspequeñosquelasmasascontinentalesactuales—sehabríanparecidounpocoalplanetaMarteactual,peroconocéanosazulesyconremolinosdenubesblancasqueofrecíandramáticoscontrastesdecolor.

Pero el óxido sólo era el más evidente de muchos y profundos cambiosmineralógicos.Nuestrosúltimosmodelosquímicossugierenque laGranOxidaciónallanóel caminoparaque se formaranhasta tresmil especiesmineralesdiferentes,hasta entonces desconocidas en nuestro sistema solar. Sólo después de que la vidaaprendieraeltrucodefabricaroxígenopudieronsurgirnuevoscompuestosquímicosde uranio, níquel, cobre, manganeso y mercurio. Muchos de los cristales máshermosos que podemos ver en los museos —minerales de cobre verdeazulados,especies de cobalto púrpura, vetas de uranio amarillo-anaranjadas y otros— noshablan con elocuencia sobre un vibrante mundo vivo. Es muy poco probable queestosnuevosmineralesseformenenunambienteanóxico,asíquelavidapareceserlaresponsable,directaoindirecta,delamayorpartedelas4500especiesmineralesconocidas en la Tierra. Resulta extraordinario pensar que algunos de estos nuevosmateriales le proporcionaron a la vida en evolución nuevos nichos ecológicos ynuevasfuentesdeenergíaquímica,yque lavidahacoevolucionadocontinuamenteconlasrocasylosminerales.

El oxígeno, ese elemento capaz de llevar a cabo mágicas transformaciones,desempeñaelpapelestelarenestainterminablehistoria.Hambrientosdeelectrones,losátomosdeoxígenoreaccionanenérgicamentecontodaclasedeminerales,yenelproceso erosionan las rocas y forman suelos ricos en nutrientes. Cuando lasconcentraciones de oxígeno atmosférico se elevaron por primera vez hasta nivelessignificativos, hace más de dos mil millones de años, todas las formas de vidafotosintéticas vivían en los océanos; las superficies secas estaban completamentedesprovistasdevida.Peroeloxígenoallanóelcaminoparalaeventualexpansióndelavidaalolargoyanchodelplaneta.

Hoyendíanuestrarelaciónconeloxígenonopodríasermás íntima.Concadarespiro una pequeña fracción del aire se vuelve parte de nosotros, y una pequeñafraccióndenosotrosseconvierteenaire.Conformepasanlosdíasnuestrocuerpose


descomponeyseformanuevamentegraciasainnumerablesreaccionesquímicasconoxígeno.Nuestros tejidos se ven remplazados una y otra vez a lo largo de nuestravidaapartirdeunaprovisiónfinitadeátomos,recicladaporelaire,elmar,latierraytodaslasformasvivientesdelplaneta.Lamayorpartedelosátomosqueformarontucuerpocuandoerasniñosehandispersado,ytusátomosactualestambiénloharánsiesquetieneslasuertedevivirunoscuantosañosmásenéste,tuhogarplanetarioricoenoxígeno.



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Capítulo8

Milmillonesdeaños«aburridos»

Larevoluciónmineral


El geólogo australiano Roger Buick, un enjuto e incansable alborotador de lacomunidaddecientíficosqueestudianlosorígenesdelaTierra,resumióalgunavezelperiodoqueseencuentraentrelaeraPaleoproterozoica(interrumpidaporlaGranOxidación) y la eraNeoproterozoica (quevio cómo los glaciares se expandieronydominaron toda la superficie del globo, y cómo la vida comenzó a evolucionar endirecciones interesantes) con estas severas palabras: «La épocamás aburrida en lahistoriadelaTierrapareceserelMesoproterozoico».

Ésaeratansupuestamenteaburrida, losmilmillonesdeañosquetranscurrieronentre 1850 y 850millones de años atrás, es el tema de este capítulo. Este enormeintervalo, bautizado el océano intermedio (o con un poco de ironía científica, los«aburridos» mil millones), parece haber sido una época de relativa inmovilidadbiológica y geológica. No ocurrieron cambios dramáticos ni transformadores. Aprimera vista, el registro geológico no revela impactos épicos revolucionarios niperturbacionesclimáticasrepentinas.Lazonadecontactoentrelacapasuperficialdelocéano,másoxidada,y lasprofundidadesanóxicasdelocéanodebehabersevueltomás y más profunda, pero no parecen haber surgido formas de vidafundamentalmentediferentes; tampocosecreequehayanaparecidomuchosnuevostiposderocasodeespeciesminerales.Almenosésaeslacreenciapopular.

Peroaburridoesunapalabrapeligrosa.Unavezcometíelerrordedecirquelos


lípidos,esa ricayvariadaclasedemoléculasde lavidaque incluye lasgrasas, losaceitesylasceras,eranaburridos.Estecomentario,quehiceduranteunaconferenciapúblicaysinconocerlassutilezasdelaquímicadeloslípidos,fueunaequivocacióndoble.En primer lugar los lípidos son asombrosamente diversos: desempeñan todaclasedepapelesinteresantesenlaregulacióndelasreaccionesquímicasdelavidayen la fabricación de sus complejas estructuras a escalas nanométricas. Sin ellos lavida como la conocemos sería imposible.La segunda razóndemi error fueque elcomentariolohice,sinsaberlo,enpresenciadeunaquímicamuyatentaycarentedesentido del humor que había pasado toda su carrera estudiando los lípidos y quedecidió encaminarme por la senda del bien ymandarme pilas de bibliografíamuytécnica.Mi penitencia consistió en leer todos estos tomosmuy detallados (y algoaburridos).

El punto es que decir que algo es aburrido puede hablar más sobre nuestroprofundo estado de ignorancia que sobre la insipidez intrínseca del asunto. Los«aburridos»milmillones de años de laTierra pueden ser, de hecho, análogos a laEdadMediadelacivilizaciónhumana,eseintervalodinámicodegraninnovaciónyexperimentación, de cambio inexorable e irreversible, el portal almundomoderno,que alguna vez fue básicamente ignorado por los estudiosos. Nuestra ignoranciaautoimpuesta puede además retroalimentarse sola. Los estudiantes ambiciosos, quebuscanestablecersusreputacionesacadémicasdurantelabreveventanatemporaldelosestudiosdeposgradoylasbecasdeposdoctoradodifícilmentedecidendedicarseaunaerageológicaenlaquesepiensaquenohapasadograncosa.

Pero los estratos geológicos de ésa era enigmática deben contener algunassorpresasparael investigadorastuto.Dentrode lasrocasdebenpermanecerocultasalgunas pistas de transformaciones dramáticas cuyas historias casi no hemos leído.AlgunosdelosyacimientosmásvaliososdelaTierra—vastosdepósitosdeplomo,zincyplatadeZambiaaBostwanaenÁfrica,deNevadaalaColumbiaBritánicaenAmérica del Norte, y de la República Checa al sur de Australia— parecenconcentrarse en rocas de esa edad. También en esa época parecen haber florecidootras regiones ricasenmineralesexóticoscomoelberilio,elboroyeluranio.Haynuevasevidenciasquesugierenquedurantelosmilmillonesdeaños«aburridos»loscontinentes de la Tierra pueden haberse aglomerado en un solo supercontinentegigante,paraluegosepararseyagruparsenuevamenteenelciclomásmajestuosodelasuperficiedelplaneta.Yalolargodeeseintervalodemilmillonesdeañosmuchosmicroorganismos—conservados hoy como hermosos fósiles— se amontonaban enlascostassomerasy lasaguasprofundas.Seguroque tenemosmuchoqueaprendersobrelaedadmásoscuradelatierra.

Unahistoriadecambios

Hasta ahora, unos doscientos millones de años después de su cumpleaños 2500


millones, el cambio dramático ha sido la gran constante en nuestra saga de laevolucióndelaTierra.SefusionólanebulosasolaryelSolseformó.Elpolvoasualrededor se aglomeró en forma de cóndrulos. Los cóndrulos se agruparon enplanetésimos,y losplanetésimosen laproto-Tierray enotros cuerpos terrestresdemilesdekilómetrosdediámetro.El impactodeTheia, laposterior formaciónde laLuna, el océano de magma incandescente que se enfrió para formar una cortezabasálticaennegrecidaypicadapormilesdevolcanesexplosivos,elmarardientequeprontocubriócasitodaslassuperficiessólidasdemodoquelaúnicatierrasecafuelacimadelosvolcanesmásaltos…todosestosacontecimientosdramáticosocurrieronalolargodequinientosmillonesdeaños.Einclusodurantelosdosmilmillonesdeañosquesiguierona laacumulacióndelúnicoocéanode laTierra, lasuperficiedenuestro planeta experimentó un flujo continuo, pues el granito emergió del basaltofundido y los protocontinentes crecieron sobre las celdas de convección queimpulsaronlatectónicadeplacas.

Fue en este mundo dinámico y cambiante que la vida surgió, evolucionó yeventualmenteaprendióahaceroxígeno.ElcambioconstanteeraelsellodistintivodelaTierra.Comosifueraunartistaprecoz,nuestroplanetasehabíareinventadoasímismounayotravez,yencadaetapahabíaintentadoalgonuevo.

¿Cómoesposible,entonces,quenuestrodinámicoplanetasehayaempantanadoenuneóndeinmovilidad?

La respuesta sencilla es que ni siquiera entonces la Tierra estaba estática. Elcambio era incesante, aunque tal vez no tan dramático como el impacto que dioorigenalaLunaolaGranOxidación.Losmilmillonesdeaños«aburridos»fuerontestigo de la invención de procesos característicos que formaron nuevos tipos derocasyyacimientosvaliosos,asícomodelaaparicióndemuchasespeciesmineralesnuevas. Y lo que es aún más importante, en todo el mundo existen evidenciasgeológicasquecomienzanarevelarqueéstafueunaépocademovimientosdeplacascoordinadosyglobalesqueestableceríannuevospatronesquesiguenactuandoeldíadehoy.

Elciclodelossupercontinentes

Lageografíade losocéanosycontinentesde laTierra,queconocemos tanbien,esbastante efímera, hablando en términos geológicos.América,Europa yÁfrica, querodeanelpoderosoocéanoAtlántico;elenormecontinenteasiático,queseextiendehaciaeleste;elgranocéanoPacíficoconsuplétoradeislasaustralesyelcontinenteaustraliano, y elmundo polar de laAntártida, todos son apenas una configuraciónmomentánea. El majestuoso proceso de la tectónica de placas no sólo forma loscontinentes,sinoquelostransportaincesantementeatravésdelglobo.Latierrayelaguahansido,unayotravez,objetoderemodelacionesextremas.


Hay una banda de geocientíficos de élite que han aprendido a desentrañar laantigua y extraña cartografía de nuestro mundo y han producido algunos mapasnotables, si bien aproximados, de la Tierra que alguna vez fue y de la que será.Tienenmuchaspistascon lasquepueden trabajar.Paraempezar, sabemoscómosemuevenloscontinentesactuales;aquévelocidadyenquédirección.AñoconañoelAtlántico se ensancha,África se parte en dos y,mientras observamos asombrados,India se estrella contra China y en el proceso abolla la zona de impacto para darformaalosescarpadosHimalayas.Todosucedeencámaralenta,porsupuesto,peroenformaconstante,aunritmodetresocuatrocentímetrosporaño;alolargodecienmillonesdeañoshastaelpasodeuncaracolpuedeproducircambiosmonumentales.SireproducimosunapelículaimaginariadelageografíadelaTierrahaciaadelanteyhaciaatráspodemosadivinarlosrasgosdelacaprichosafazdenuestroplaneta.Losricosregistrosfósilesdeanimalesyplantasquevivieronhastaquinientosmillonesdeañosatráspuedenayudaraloscientíficosaelaborarunbosquejo,enespecialcuandolafloraylafaunadecontinentesseparadosporgrandesdistanciassiguieroncaminosevolutivos divergentes. Los diversos marsupiales de Australia, por ejemplo, y lasgrandes aves no voladoras de Nueva Zelanda cuentan una convincente historia deaislamientozoológico.

Si nos alejamos más de quinientos millones de años la imagen comienza adesenfocarseydebemosbuscarpistasdeotrotipo.Unaespecialmenteimportanteeselmagnetismofósilqueseencuentraencerradoenlasrocasvolcánicas.Tendemosapensar en el campomagnético de nuestro planeta en términos de una orientaciónnorte-sur,quenosresultafamiliarporlaalineacióndelaagujadelabrújula,perolacosaesmáscompleja.LaslíneasdelcampomagnéticointersecanlasuperficiedelaTierra en un ángulo, llamado de inclinaciónmagnética o dip. En el Ecuador de laTierraeldipescercanoacero—casihorizontal—,peroenlatitudessuperioreseldipse inclinamás ymás hasta que es casi vertical en los polos. Si semide con granprecisiónelantiguocampomagnéticodelaTierra,congeladoenunarocavolcánica,sepuededescubrir tanto laorientaciónnorte-sur como la latitudde los continentescuando se solidificaron esas rocas. Estas sutiles evidencias demuestran que,sorprendentemente, algunas rocas que actualmente se encuentran en el EcuadorestuvieronalgunavezcercadelospolosdelaTierra,yviceversa.Laevidenciafósilde antiguas lagunas tropicales en la Antártida y de tundra congelada en el Áfricaecuatorial refuerza estoshallazgos.Los registrosde las rocas sedimentarias añadenalgunosdatosvitales.Endiferentes tiposdeambientesseacumulandistintasclasesdesedimentos:losmaressomeros,lasplataformascontinentales,latundra,loslagosglaciales,laslagunasdemareaylospantanoscontienentiposcaracterísticosderoca.

Armados con estas pistas, algunos expertos en paleogeografía han conseguidoarmarunaimagencoherenteysólidadelaTierraqueseremontaaunperiododealmenos 1600 millones de años, ya bien entrado en los mil millones de años«aburridos», y hacer algunas especulaciones informadas que se internan aún más


profundamente en el tiempo,hasta la formaciónde losprimeros continentes.En elmomentocríticodelasubducción,justamenteenlasfallasenlasquelasdensaslosasde la primera corteza basáltica de la Tierra se hundieron en las profundidades delmanto, algunas islas compuestas por fragmentos de granito de baja densidad,incapacesdehundirse,seapilaronunasobreotrapara formarmasas terrestrescadavezmásestablesyduraderas.Estosantiguostrozosdeloquehoysonloscontinentesse llaman cratones, un término que se deriva de la palabra griega que significa«fuerza».

Loscratonessonmuyfuertes;unavezqueseforman,duranunlargotiempo.LaTierraactualpreservaunastresdocenasdecratonesmásomenosintactos,algunostalvezde3800millonesdeañosdeedadycuyotamañooscilaentrecienymásdemilkilómetrosdelargo.Estaspiezas,cadaunadelascualesrecibeunnombreevocador—EsclavoySuperiorenAméricadelNorte,KaapvaalyZimbabweenÁfrica,Pilbarae Yilgarn en Australia— han experimentado miles de millones de años demigraciones a través del globo. Sobreviven como las piedras fundacionales de loscontinentesapesardehabersejuntadoyseparadounayotravez,seguidosdemuchosfragmentosantiguosdemenortamaño.Tresdeestoscratonesformanlamayorpartede Groenlandia, mientras que buena parte del centro de Canadá y las zonasseptentrionales de Michigan y Minesota están formados por un grupo de mediadocenadecratonesdiferentes.GrandespartesdeBrasilyArgentinadescansansobrevarioscratones,igualqueenormeszonasdelnorte,oesteysurdeAustralia,Siberia,Escandinavia,buenapartedelaAntártida,distintasregionesdelesteysurdeChina,casitodaIndiayvariasfranjasdeloeste,surycentrodeÁfrica.Todosestoscratonescomenzaronaformarsehacemásdetresmilmillonesdeaños,unaeraanterioralatectónicadeplacascomolaqueexistehoy,cuandosólounapequeñafraccióndelasuperficiedelplanetaeratierrafirme.Yesporelloquetodosloscratonescontienenun registro valiosísimo —si bien algo distorsionado y revuelto— de la animadaadolescenciadelaTierra.

Loscratones son las claves, algoasí como laspiedrasdeRosettade lahistoriatemprana de la Tierra. Los océanos no pueden ayudarnos a descifrar cómo era laTierra antigua. Gracias a la incesante cinta transportadora que es la tectónica deplacas, que produce nueva corteza basáltica en las dorsales oceánicas y la devoranuevamenteen las fronterasconvergentes, lacortezaoceánicamásantiguano tienemásdedoscientosmillonesdeañosdeantigüedad.Cualquiercosamásantiguaqueesoobienestápreservadaenloscontinentesohadesaparecidoparasiempre.

Loscratonesperipatéticos tienenunahistoriasorprendentementecompleja.Alolargodel tiempo,e impulsadosporelmovimientode lasplacas tectónicas,han idoviajandodeacáparaalláyocasionalmentehanchocadoentresíparaformarcratonescompuestosysupercratones,queasuvezseaglomerandevezencuandoenformadegigantescasmasas de tierra: continentes o supercontinentes. Cada colisión produjouna nueva cadenamontañosa a lo largo de la zona de sutura; cada cadena ofrece


evidenciaconvincentedequeantiguamenteseagregarongrandessuperficies.Los supercontinentes, a su vez, se rompieron y se fragmentaron en islas

continentes separadas, delimitadas por el océano. Cada vez que un continente serompíanacíaunocéanoentrelosfragmentosquesealejabanentresí,ysedepositabaungrupomuycaracterísticodesedimentos:primerolaareniscaylacalizapropiasdelasaguassomeras;luegolodoyesquistosnegrostípicosdelasaguasprofundas.Estassecuencias sedimentarias apuntan a episodios de fragmentación continental. Loscontinentes se han forjado y se han rasgado una y otra vez. Es un rompecabezasinmenso,queformaunaimagendesconocidaycuyaspiezascambianconstantementedeformaydeposición.

¿Quétienequever todoestoconlosmilmillonesdeaños«aburridos»?Todo.Paraentender cómo se veían las cosas durante un periodo sin señales ostentosas deactividad—unaépocasincolisionesysinárboles,previaalacomplejaaparicióndelafloraylafaunaenelregistrogeológico—debemosrecurriralospaleogeógrafos.Parapoderdescifrarlosdetallesescritosenloscratones,quenarransudanzademilesde millones de años alrededor del globo, estos geólogos viajan a las áreas másremotasdelplaneta,hacenmapasdelasrocas,recolectanmuestrasylassujetanaunabateríadepruebasdelaboratorio.

Enel núcleode cada cratón existen rocasmuyantiguas, engeneral de tresmilmillonesdeedadomás.EstasparcelasfragmentariasdelacortezamásantiguadelaTierraapenasrepresentanunapequeñaproporcióndelamasacontinentaldelplaneta.Losfragmentos,sinexcepción,hansidococinadosporelcalorylapresión,alteradospor el poder de disolución de las aguas superficiales y deformados a causa de lastensionesdelacorteza.Yapesardetodoconfrecuenciapuedededucirsesilasrocasoriginaleseranintrusionesgraníticasocapassedimentarias.Ydehecho,esunabuenanoticiaqueloscratonesnoseanestáticos:alolargodesushistoriasnuevospulsosdemagmapenetran losviejos,yenelproceso formancuerposde rocas ígneasen susvenasycavidades.Tierraadentro,enloslagosylosríos,seformannuevosdepósitossedimentarios, y también a lo largo de las costas someras y arenosas. Cuando loscratoneschocanosedesgarran—eventosquenos informansobre losmovimientosrelativosdelasdosmasasdetierra—tambiénseformantiposderocasyestructurascaracterísticos. Si estas diversas formacionesmás jóvenes se estudian con cuidadopuedeidentificarseunconjuntodetiposderocasqueabarcanlahistoriacompletadelcratón.Yentoncesempiezaladiversión.

Las rocas más jóvenes dan pistas sobre la cronología de los movimientos delcratón. Las rocas ígneas contienen diminutos minerales magnéticos que, alsolidificarse,sefijanenlaorientacióndelcampomagnéticodelaTierra.Losestudiospaleomagnéticosminuciosos pueden identificar no sólo la orientación de los polosnorte y sur en cada momento, sino también la latitud aproximada a la que seencontrabanlasrocascuandoseenfriaron.Sibiennosonexactamentecoordenadas


deGPS, esos datos registran las posiciones relativas de los cratones a lo largo deltiempo. Las rocas sedimentarias complementan estos datos, pues pueden conteneralgunas pistas reveladoras sobre el clima y la ecología. Los sedimentos que sedepositan en zonas tropicales sujetas a una erosión rápida son notablementediferentesdeaquellasdeloslagostempladosodelosdepósitosglacialesenlatitudessuperiores. Algunas rocas sedimentarias también incorporan pequeños granos demineralesmagnéticosquecontienenpistassobrelasposicionesdelospolos.

Actualmente hay un ejército de geólogos que estudia intensamente las tresdocenas de cratones que se conocen para obtener aunque sea una idea vaga de lasuperficiecambiantedelaTierra.Estáenprocesouncuidadosotrabajodecampoydelaboratorioquedurarádécadas.Seestánintegrandodatosdetodoslosrinconesdelplaneta. Y entonces todos los cratones se juntarán como si se tratara de carritoschocones sobre un globo terráqueo, comenzando con lo que sabemos sobre lageografía del planeta moderno, y la película se proyectará lentamente hacia atrás.Mientrasmásnosalejemos,másborrosayespeculativaseráesapelícula,peroloqueestamosdescubriendoesextraordinario.Segúnlasúltimasinterpretaciones,laTierraha experimentado un ciclo de al menos cinco agrupamientos y rompimientos desupercontinentesalolargodetalveztresmilmillonesdeaños.

Todavía estamos escribiendo la historia de las primeras masas terrestres delplaneta,yalrededordeltemaexistennopocascontroversias.Nadiesehaatrevidoaúnadibujarmásqueunesbozode lasuperficiede laTierrahace tresmilmillonesdeaños,perohayunahipótesis—quehaestadosometidaamuchoescrutinio—quehabautizadolaprimeramasaterrestredeescalacontinentalconelnombredeUr;estaestructura se formó hace 3100 millones de años a partir de algunos fragmentoscratónicos dispersos más antiguos, provenientes de lo que hoy es Sudáfrica,Australia, India yMadagascar. (Se ha propuesto una granmasa deTierra aúnmásantigua,Vaalbará,quepuedehaberexistidohace3300millonesdeaños,peroexistenpocas evidencias). Según las comparaciones de los datos paleomagnéticosprovenientesdetodasestasregionesquecolaboraronparaformarUr,losquehoysoncratonesseparadosestuvieronpegadosdurantecasi todalahistoriadelaTierra:susrecorridos globales parecen haber sido virtualmente paralelos, de modo que esposible que estuvieran unidos. De hecho, los datos magnéticos sugieren que elcontinentedeUrexistiódurantecasitresmilmillonesdeañosycomenzóasepararsehaceapenasdoscientosmillones.

Secreequeel supercontinentemásantiguo,bautizadoKenorlandoSuperia (enhonor a áreas de rocas asociadas en el norte de América) se formó hace 2700millonesdeaños,apartirdeUrydemuchasotraspiezasmáspequeñas.Cadavezqueuncratónchocabaconotroseformabaunazonadesuturaylasciclópeasfuerzasdecompresiónhacíanemergerunanuevacadenamontañosa.Muchosdeestosrasgospuedendeterminarseapartirderocasdeentre2700y2500millonesdeañosdeedad,lo que sugiere un crecimiento secuencial de los supercontinentes. Los datos


paleomagnéticos revelan que Kenorland se encontró a poca altura, posiblementemontadosobreelEcuador,porlamayorpartedesurelativamentecortavida.

De la mano de esas primeras extensiones de tierra aparecieron los primerosepisodios de erosión a gran escala en nuestro planeta, y los primeros depósitos desedimentosenlasorillasdelosocéanossomeros.LamayorpartedelosmodelosdelaTierraprimitivaproponenqueexistíaunaatmósferamuydiferentealadehoy.Eloxígenoestabatotalmenteausente,ylosnivelesdedióxidodecarbonopuedenhabersido cientos o miles de veces mayores a los de nuestra época. La lluvia habríaconsistidoengotasdeácidocarbónicoquecarcomieronlatierraytransformaronlasrocas duras en blandas arcillas. Los ríos arrastraron su carga lodosa hasta laspendientes costeras poco profundas de los océanos que rodeaban las superficiesterrestres, donde se acumularon gruesas concentraciones de sedimentos suaves enformadedeltas.

Haceunos2400millonesdeaños,másomenosalmismotiempoquecomenzóaacumularseoxígenoenlaatmósfera,Kenorlandexperimentóelreversodelamonedade la formación de supercontinentes. Los datos geomagnéticos revelan que Urcomenzó a separarse de otros cratones y Kenorland comenzó su largo proceso defragmentación.EsaspiezascratónicassedispersarondesdeelEcuadorendirecciónalos polos. Los océanos someros que nacieron entre las piezas que divergíanadquirieron gruesos depósitos de sedimentos marinos. El ciclo de lossupercontinentesacababadeempezar.

LargavidaaColumbia

Ahoraqueelciclodelossupercontinenteshaentradoaformarpartedelosanalesdelageologíalosmilmillonesdeaños«aburridos»parecenmuchomenos«aburridos».El siguiente episodio en la historia de los supercontinentes, muchomás claro queKenorlandgraciasaquecontamoscongruposderocasmuchomásjóvenesymejorpreservadas,comenzóhaceunosdosmilmillonesdeaños,enunaépocaenlaquelaTierrapodíapresumiralmenoscincomasasdetierradetamañocontinental.Lamásgrande de todas era el cratón Laurenciano, una aglomeración de al menos mediadocenadecratonesdemilesdekilómetrosdeanchoqueabarcabanbuenapartedeloquehoyeselcentroyelestedeAméricadelNorte. (Losespecialistasenantiguasmasas de tierra a veces se refieren a esta agrupación de cratones como las PlacasUnidasdeAmérica).Ur,elcontinenteoriginaly, traslaruptura, todavíalasegundamasa terrestre en tamaño, siguió decididamente su camino, ahora separado deLaurenciaporunocéanodegrantamaño.LoscratonesBálticoyUcraniano,muchomáspequeñosyqueformanelnúcleodeloquehoyesEuropadelEste,ycratonesque representanpartes de lo quehoy esAméricadelSur,ChinayÁfrica, tambiéneranislascasitangrandescomocontinentes.CuandolaTierratenía1900millonesde


años estos grupos de tierras habían chocado en las fronteras de las placasconvergentes, sobre las que nacieron nuevas cordilleras y se formó un nuevosupercontinentequerecibelosnombresdeColumbia,Nena,NunaoHudsonlandiaoHudsonia.(ElnombreColumbia,quesebasaenlaconvincenteevidenciageológicaque se encuentra en las cercanías del río Columbia, que bordea la frontera entreWashington yOregón, parece ser elmás usado).Esta enorme tierra yerma, que secalculaquedebehabertenido13milkilómetrosdelargodesuranorteycincomilkilómetrosdeancho,incorporabacasitodalacortezacontinentaldelplaneta.

Acomodar los treinta y tantos fragmentos cratónicos para volver a armar unsupercontinente extinto supone retos de una complejidad sobrecogedora. No es desorprender,entonces,queexistamásdeunmodeloquecompitaparaseraceptado.Enel caso de Columbia, en 2002 aparecieron, casi simultáneamente, dos historiasbastante diferentes. Por un lado, el geoquímico JohnRogers, de laUniversidad deCarolina del Norte, y su colega el geólogo indio SantoshMadhavaWarrier (de laUniversidadKochienJapón)propusieronqueLaurencia,quehoyeslamayorpartedeAméricadelNorte, formabaelnúcleodeColumbia.SegúnRogersySantoshelcontinenteUrseunióa lacostaoccidentaldeLaurencia;algunaspartesdeSiberia,GroenlandiayBálticaseubicaronenelnorte,ypartesdeloquehoyesBrasilyeloeste de África se encontraban al sureste. Ese mismo año Guochun Zhao, de laUniversidaddeHongKong,ymuchosdesuscolegasconcibieronunaconfiguraciónun poco diferente, en la queBáltica está pegada a la costa este deLaurencia, y laAntártidaorientalyChinaestánunidaseneloeste.Sise tieneencuenta laenormeantigüedaddeColumbiaylanaturalezapreliminardeestasreconstrucciones,ambosequipos científicos concuerdan en buena parte de los datos. Sin embargo podemosanticiparquehabrámuchosdebatesconformesebarajaysemodificalaubicacióndeloscratonesenlasdécadasporvenir.

En todocaso, el ensamblajedeColumbia,quecomenzóhace1900millonesdeaños, preparó el camino para los mil millones de años «aburridos». Sin importarcuálesseanlosdetallesdelaconfiguracióndelsupercontinenteColumbia,podemosestar seguros de que buena parte de su interior era un terreno árido y caliente,totalmente carente de vegetación y con grandes extensiones de desiertosherrumbrosos. Desde el espacio, la Tierra se habría visto curiosamente asimétrica,conunagranmasadetierrarojizarodeadaporunsuperocéanoazulaúnmásgrande(y todavíasinnombre).Comotodos loscontinentesestabanconcentradoscercadelEcuadorsólohabríandecoradolospoloscantidadesmodestasdehielo.Losnivelesdelosocéanoshabríansidomuyaltos, talvez losuficientecomopara invadiralgunasregionescosterasconmaresinterioressomeros.

SesuponequeColumbia,estesupercontinenteecuatorial,eselpuntodearranquedelaépocamásaburridaenlahistoriadelaTierra,pero¿quélahaceserasí?¿Quésignificarealmenteestasis?¿Quéparámetroseranestables?¿Eraelclimaglobalylaprecipitación?¿Eralanaturalezayladistribucióndelavida?¿Eralacomposicióndel


océano o de la atmósfera? ¿Qué mediciones se han realizado para establecer estasupuestaestasis?Y,porelotrolado,¿quéincertidumbressiguensinrespuesta?

Estasis

Lamayorpartede los estudiantesdegeología simplemente ignora las formacionesrocosasquenacieronde1850a850millonesdeañosatrás.Entreloscuatroañosqueles tomaobtenerundoctorado, tratardehacersucontribuciónyobtenerun trabajoestablehaymuypocotiempoparaocuparsedeunaerageológicaconunafamatancuestionable. Pero Linda Kah no era como la mayor parte de los estudiantes. SumentorenelMITeraJohnGrotzinger,unodeloslíderesenelestudiodelasrocasmásantiguas de laTierra, las que tienenmás de dosmilmillones de años. Su tutor dedoctorado en Harvard era Andy Knoll, el famoso paleontólogo que apoyó lainvestigacióndeNoraNoffkesobretapicesmicrobianos.KahsediocuentadequelaTierra hace 1800 millones de años (tal como la describió Grotzinger) eraextraordinariamente diferente a la Tierra hace 800 millones de años (como ladescribióKnoll).Así que tenía quehaber ocurrido algo interesante durante losmilmillonesdeaños«aburridos»,yKahestabadecididaadeterminarquéhabíasido.AsíqueseconsagróaentenderlaeraMesoproterozoica,elinmensolapsodelahistoriadelaTierraentre1600ymilmillonesdeañosatrás,unaépocaquecomprendecasitodoslosmilmillonesdeaños«aburridos».

Incluso si elMesoproterozoico resulta ser, en efecto, una época de estasis,milmillones de años de equilibrio ya serían un hecho notable. El cambio es el temacentral en la historia de la Tierra. Los océanos y la atmósfera, la superficie y lasprofundidades,lageosferaylabiosferasontodosaspectosdenuestroplanetaquehancambiado sin cesar a lo largo de los eones. ¿Cómo podría haber experimentado laTierra mil millones de años sin ningún acontecimiento dramático, sin transicionesimportantes en los ambientes de la superficie, sin grandes novedades en elmundovivoo el inerte? ¿Deverdad existió unperiododemilmillonesde años en el quetodoslossistemasdelclimaydelavidacoexistieronenunequilibrioperfectamentearmonioso?¿Cómopuedehaberpasadoalgoasí?

DuranteuntranquilodesayunocercadelcampusdelaUniversidaddeTennesse,LindaKahmeexplicapacientemente lasdramáticasy recurrentes transformacionesde la Tierra durante este periodo (así que el Mesoproterozoico no fue para nadaaburrido). Viene preparada con una pila de hojas blancas tamaño carta; mientrashablaelaborasencillosdiagramasexplicativosentintarojayazul.

«Estasideassemeocurrieronhaceunadécada»,dice,mientrasdescribelosfrutosdesuextenuantetrabajodecampoenloshostilesterrenosdelMesoproterozoicoeneldesierto de Mauritania, en el noroeste de África. Le encantaría regresar, pero elaumentoenelbandidajeyelsecuestroenlaregiónhacequeestaexcursióndecampo


seaunaempresaproblemática,pornodecirinsensata.Encambio,formarápartedelequipocientíficodelnuevoexploradormarciano,unaelecciónmássegura.

LahistoriacientíficadeKahestáconsagradaalatectónicadeplacasyalcaosqueprovocan en la comprensión del pasado de nuestro planeta: el desplazamiento,choque, ruptura y uniónde lasmasas terrestres ocasionaque laTierra adquiera unaspecto radicalmente diferente cada tantos cientos de millones de años. Inclusoduranteelintervalode300millonesdeañosqueprecedióalosmilmillonesdeaños«aburridos»—cuandoelsupercontinenteColumbiasemantuvomásomenosintacto— la tectónica de placas siguió su rumbo. Uno de los rasgos notables de lossupercontinentesesquecontinúancreciendopocoapocoenlasorillasconformelasplacasoceánicasseintroducenbajosusmárgenesyaparecennuevosvolcanescercade lascostas.Lasextensionesmodernasde lacostadelnoroestedelPacífico,en laquesiguenactivosvolcanestanmajestuososcomoelmonteRainier,elmonteHoodyelmonteOlimpia,esunodemuchosejemplosrecientesdeestefenómenosecular.YeslomismoquesucedióconlosmárgenesdeColumbia.

CuandoColumbiacomenzóaexperimentarrupturasyfragmentacionesparadarlugaracontinentesmáspequeñosyaislasseañadióaúnmáscortezacontinentalalinventario de la Tierra. Hace unos 1600 millones de años —a comienzos delMesoproterozoico— la separación del continente Ur del oeste de Laurencia, y delresto de Columbia hacia el este, condujo a un enorme mar intercratónico y a laprecipitacióndeunagigantescasecuenciasedimentariaquealcanzóespesoresdemásde quince kilómetros. Este depósito heroico, llamado el supergrupo Belt-Purcell,actualmenteconstituyeafloramientosimportantesenbuenapartedeloestedeCanadáyelnoroestedeEstadosUnidos.Así,aunquelossupercontinentessequebraranysedividieran,secreabannuevasrocascontinentalesapartirdelasanteriores.

Esta ruptura de Columbia en dos masas terrestres en separación tuvo otrasconsecuencias.Laurencia,Urylosotroscontinentesseguíanestandoubicadosmásomenosa laalturadelEcuador, loquesignificaque todavíanohabíacontinentesnigruesas capas de hielo en los polos y los niveles oceánicos aún eran relativamentealtos.Dehecho, grandes extensiones de la nueva costa oeste deLaurencia estabansalpicadas por mares someros; probablemente menos de una cuarta parte de lasuperficie de la Tierra estaba seca.Durante un lapso de tal vezmás de doscientosmillonesdeañoseláreatotaldetierradenuestroplanetaseredujodrásticamente,altiempoqueseacumulabangruesosdepósitossedimentariosenaguassomerasdetodoelglobo,quesehanpreservadoenformadeunreveladorregistrosedimentario.Quenohubierahielotambiénquieredecirquenohabíaglaciares.Elintervaloquevade1600 a 1400 millones de años atrás no tiene ninguno de los restos glacialescaracterísticos —pilas de cantos rodados y peñascos, arena y grava— que seencuentran en casi todas las demás eras geológicas. Así que el aburridoMesoproterozoico experimentó muchos cambios, aunque esos cambios fueran«normales».


Lossupercontinentesserepiten:laformacióndeRodinia

Los mil millones de años «aburridos» fueron testigo no de uno sino de dossupercontinentes.LosfragmentosdispersosdeColumbiasemovieronendireccionesopuestas durante tal vezunosdoscientosmillonesde años, perohayun límite a ladistanciaquepuedensepararseloscontinentes,cuandosemuevenporelglobo,antesdecomenzarajuntarsedenuevo.Haceunos1200millonesdeañosUr,Laurenciayotroscontinentesmesoproterozoicoscomenzaronareensamblarseenunanuevamasade tierra llamadaRodinia(quevienede lapalabrarusaquesignifica«tierranatalolugardeorigen»).ElregistrogeológicodealgunaszonasdeEuropa,AsiayAméricadelNorte,muydistantesentresí,preservaunaserieasociadadeeventosformadoresdemontañasentre1200y1000millonesdeañosatrás;cadanuevacordilleraseelevócuandoloscratonesenconvergenciachocaronyseabollaron.

LageografíaprecisadeRodiniasigueendiscusión,pero losdatosgeológicosypaleomagnéticos, aunados a la disposición de los cratones en el planeta moderno,limitanseriamenteloquepodemossaber.Lamayorpartedelosmodelosubicantodoel supercontinente cerca del Ecuador, con Laurencia—hoy casi toda América delNorte—enelcentro,ygrandespartesdelosotroscontinentespegadosenelnorte,sur,esteyoeste.Segúnvariasreconstrucciones,BálticayalgunospedazosdeloquehoyesBrasilyelestedeÁfricayacíanhaciaelsureste,otrostrozosdeAméricadelSur estaban hacia el sur y algunos fragmentos deÁfrica hacia el suroeste, si bientodavía no se conocen los detalles de las posiciones relativas de Australia, laAntártida,SiberiayChina.

LacaracterísticadistintivadeRodiniaeslaausenciadeciertostiposderocas.Adiferencia de cualquier otro intervalo en los últimos tresmil millones de años, seconservanmuypocosdepósitossedimentariosdelperiodocomprendidoentre1100y850 millones de años atrás. Este hiato significa que entre los continentesprobablemente no había mares someros del tipo que existían en el supergrupoBelt-Purcell, hace 1600 millones de años. La conclusión: todos estos continentesdeben haber embonado muy bien entre sí. Tampoco parece que hubiera grandesmaresinteriorescomolosquealgunavezinundaronelcentrodeAméricadelNorteysentaronlasbasessedimentariasdelasGrandesPlanicies,haceunoscienmillonesdeaños. Según este modelo, la ecuatorial Rodinia tenía un interior caliente, seco ydesértico,muyparecidoa laAustraliaactual.Durantecasi250millonesdeañoselcicloderocassedimentariasparecehabersedetenidoporcompleto.

LindaKahpresentasuargumentoenformametódica,peromequedaclaroquelaapasionael intervalogeológicoquedecidióestudiar.Apesardeloexiguoqueeselregistrogeográficohaciaelfinaldeestaépoca,elgranintervalotemporalde1850a850millonesdeañosfuetestigodemuchoscambiosnotables,comoconsecuenciadela danza cratónica. Durante los mil millones de años «aburridos» se armaron dossupercontinentes,cadaunodeloscualesprodujounadocenadecordillerasacausade


las colisiones cratónicas. Entre estos dos encuentros de las tierras, conforme elsupercontinenteColumbiasedesintegraba,sedepositaronalgunasde lassecuenciassedimentarias más impresionantes de la Tierra. Buena parte de la tierra estuvosumergida y luego volvió a ver la luz. Las tasas de sedimentación cambiaron enórdenesdemagnitud.Los casquetes polares desaparecieronyvolvieron a aparecer.Muchoscambiosparauneón«aburrido».Perohayotracaradelamoneda.

Elocéanointermedio

Sin importar cuál fuera la geometría exacta del planeta, todomundo concuerda enqueelsupercontinenteRodiniadebehaberseencontradorodeadoporunsuperocéanoaúnmás grande, un cuerpo de agua que ha recibido el nombre deMirovia (por lapalabra rusaquesignifica«global»).Losgeoquímicosqueestudianelpasadode laTierrahan llegado a la conclusióndeque si la eraMesoproterozoica fue en efectoaburrida,Miroviaeslarazónprincipal.

LaGranOxidación,quedistingueeldinámicoperiodoquevadelos2400alos1800 millones de años atrás de cualquier otro en la historia de la Tierra, fuefundamentalmenteunaépocadecambiosenlaquímicaatmosférica.Laatmósferadela Tierra pasó de no tener prácticamente nada de oxígeno a tener uno o dos porciento,uncambiomonumentalenloqueserefierealambientedelasuperficie,peroinsignificanteparalosocéanosdelaTierra.

La clave se encuentra en las masas relativas. Los océanos contienen más dedoscientascincuentaveceslamasadelaatmósfera.Cualquierpequeñocambioenlaquímicadelaatmósfera,inclusounincrementodeunoporcientoeneloxígeno,tardamuchotiempoenversereflejadoenlosocéanos,talveztantocomomilmillonesdeaños.

Losgeoquímicosquebuscanentenderlahistoriadelosocéanosestudiancongrandetenimientounconjuntodeelementosquímicosysusisótopos.Hacemásde2400millonesdeañoslosocéanoseranricosenhierrodisuelto,unestadoquesólopodíamantenerse si la columna de agua estaba completamente desprovista de oxidantes(quehabríancausadoquelosóxidosdehierroseprecipitaran)yerapobreenazufre(queprontohabríaprovocadolaformacióndepiritayotrosmineralesdesulfurodehierro).ConloscambiosatmosféricosquetrajolaGranOxidaciónpartedeesehierroseeliminóenlasaguassomerasenformadeóxidodehierro,yafueradirectamenteacausadeloxígenooindirectamentemediantesureacciónconproductosoxidadosdelaerosióndelatierra.Eloxígenoenlaatmósferatambiéncondujoalrápidodesgastey la erosión de minerales que contenían azufre, que fluyó hacia los océanos yconsumió aúnmás hierro. Estos cambios químicos desencadenaron una deposiciónmasivadeformacionesdehierrobandeado(BIF,porsussiglaseninglés),losgruesossedimentos del fondo oceánico que están conformados por capas y capas de


minerales de hierro y que hoy constituyen la mayor parte de los yacimientos dehierro.ElprocesodeformacióndelasBIFfuegradualylosocéanosconteníanmuchohierro,asíqueladeposicióncontinuóduranteotros600millonesdeaños.Durantelaépocadelosmilmillonesdeaños«aburridos»losocéanosseguíansiendoanóxicos,perohabíanperdidolamayorpartedesuhierrodisuelto.

Adelantemos la película mil millones de años: las algas fotosintéticas siguenproduciendooxígeno,quecomienzaaapoderarsedelosocéanos;hace600millonesde años la mayor parte de los océanos de la Tierra eran ricos en oxígeno, de lasuperficiealfondo.Loquesucedióenmedio,elpuntocrucialdelos1000millonesdeaños«aburridos»,seconocecomoelocéanointermedio.

En1998el geólogoDonaldCanfield, de laUniversidaddelSurdeDinamarca,propusoquefueelazufre,ynoeloxígeno,elquedesempeñóelpapelprincipalenelocéano intermedio de la Tierra. (Actualmente muchos científicos se refieren alocéanodelMesoproterozoico,dominadoporelazufre,comoelocéanoCanfield).Suprovocadora hipótesis, titulada «A NewModel for Proterozoic Ocean Chemistry»(«Un nuevo modelo para la química oceánica del Proterozoico») apareció en elnúmero deNature del 3 de diciembre (tras casi un año de retraso a causa de losrevisores,quealprincipioestabanindecisos)yprontosetransformóenlaformaenlaquemuchosdenosotrospensamosacercadelosocéanosqueexistieroneneltiempoprofundo.

La idea central es simple. La Gran Oxidación produjo suficiente oxígeno parainfluir sobre la distribución demuchos elementos «redox-sensibles», entre ellos elhierro,peronoparaoxigenarlosocéanos.Porelotrolado,elaumentoeneldesgasteylaoxidaciónenlaTierraintrodujoalocéanograndescantidadesdesulfatos.Fueasíque el océano intermedio sevolvió rico en azufreypobre enoxígenoyhierro, unestadoquecontinuódurantemilmillonesdeaños.

Enespera

El registro fósil fortalece la idea de que existió un océano intermedio que cambiómuylentamente.Algunosdepósitosderocadeentredosmilymilmillonesdeañosde antigüedad preservan fósiles microscópicos de una calidad sin precedentes. Elsílex de Gunflint, en América del Norte, de 1900millones de años; la formaciónGaoyuzhuangdelnortedeChina,de1500millonesdeaños,ylaformaciónAvzyan,de los montes Urales, en Rusia, de 1200 millones de años, contienen diminutosmicrobiosfósilestanclarosynítidos,algunosenelactoíntimodedividirse,quesevenidénticosasuscontrapartesmodernas.Ysinembargo,esteextraordinarioavanceen la calidaddealgunos fósiles sólo reflejaque sufrieronmenosalteraciones,ynoqueexistaalgunanovedadintrínsecaenestaépocadelaTierra.

Para la vida ese extendido océano intermedio, anóxico y sulfuroso, conllevó


buenas y malas noticias. La buena noticia es que los sulfatos constituyeron unaexcelente fuente de energía para algunos microbios que se ganaban la vidareduciendoelsulfatoasulfuro.Algunaspistasdelregistrofósil,entreellasalgunosbiomarcadoresmolecularescaracterísticos,datossobreisótoposdelazufreeinclusoalgunosmicrobiosmuybienpreservadosenelsílexapuntanaunaprósperapoblacióncosteradebacteriasverdesypúrpurasduranteelMesoproterozoico.Estosmicrobiosdevoradoresdeazufre,que todavíaexistenenalgunosentornosanóxicos,producencompuestosorgánicosdelazufrequehuelenhorrible,comounsistemasépticoenelquealgosalióterriblementemal.

ALindaKahlegustadecirque«elMesoproterozoicofuelaépocamásapestosade laTierra»,enreferenciaa labromadeRogerBuick,quedecíaquefue laépocamásaburrida.

—¿Enquémomentofueapestosa?—lepregunto.—Yocreoquefueapestosatodoeltiempo—responde.Para lavida lasmalasnoticias fueronquedependíadelnitrógeno.Elnitrógeno

gaseoso(N2)esmuyabundante,yconstituyeel80porcientodelaatmósferaactual.El problema es que la bioquímica de la vida no puede usar nitrógeno gaseoso;necesitaqueseencuentreensuformareducida,llamadaamoniaco(NH3).Asíquelavidahadesarrolladounaútilproteína,unaenzimallamadanitrogenasa,queconvierteelnitrógenoenamoniaco.Perohayunproblema:laenzimanitrogenasasebasaenungrupo de átomos que contienen azufre más un metal, ya sea hierro o molibdeno,ningunodeloscualesexistíaenelocéanointermedio.ElhierrohabíasidoeliminadodurantelaformacióndelasBIF,asíquenoeraunaopción.Elmolibdeno,porsulado,sóloessolubleenaguaricaenoxígenocomoladelosocéanosactuales.Durantelaépoca anóxicadel océano intermedio elmolibdeno sólo se encontraba cercade lascostas,enaguasrelativamentepocoprofundas,justamentelosentornosenlosquesesospechaquepuedenhaberprosperadoesasbacteriasdevoradorasdeazufre.

Y así fue que al trascendental artículo de Canfield le siguió una cascada depublicaciones que vincularon, para el Mesoproterozoico, la geoquímica con lapaleontología,dosdisciplinasquehaceveinteañoscasinosehablaban.Lasbacteriasreductorasdeazufrecoexistieronconlasalgasproductorasdeoxígeno.Durantemilmillonesdeañoslavidaaguantóensulugar,perohubopocasnovedadesbiológicas.

Laexplosiónmineral

Y aquí entra la mineralogía, otro campo que, inexplicablemente, durante muchotiempo ha estado divorciado de la historia global de la Tierra, tan separado de lageoquímicaylapaleontologíacomoamboscamposhabíanpermanecidoentresí.Esun sesgo inexplicable, porque todo lo que conocemos sobre el lejano pasado de laTierraprovienedeevidenciasqueestánencerradasenlosminerales.Ysinembargo,


losmineralogistascasinuncahablansobrelasedadesolaevolucióndesusmuestras.Por el contrario, durante más de dos siglos la investigación mineralógica se haconcentradoenlaspropiedadesfísicasyquímicasestáticas.Micampodeestudiohaestado dominado por investigaciones sobre la dureza y el color, los elementosquímicosylosisótopos,laestructuracristalinaylaformaexternadelosminerales.

Yotambiénmeentreguéalgunavezaestatradiciónbicentenaria.Durantelasdosprimeras décadas de mi carrera como investigador aislé cristales diminutos yperfectos deminerales comúnmente presentes en las rocas, los sometí a presionesinimaginablesentredosyunquesdediamante,bombardeélasmuestrascomprimidasconrayosXymedílossutilescambiosensusestructurasatómicas.Miscolegasyyoignorábamoseltiempogeológicoylaubicacióngeográfica,porquenonosimportabademasiado la edad o la ubicación de nuestras muestras microscópicas. Nosllamábamosanosotrosmismosfísicosminerales,ynosaliamosconlascienciasnohistóricasdelaquímicaylafísica.¿Seráqueincurrimosenelsutilprejuiciocontralasimple«narración»geológica?

Estamentalidad refleja losorígenesque tiene lamineralogía en lamineríay laquímica,ytalvezincluyelaconvicciónsubliminaldequeloscamposdelafísicayde la química son más rigurosos que las historias creativas y cualitativas de losgeólogos. (Los científicos de laTierra con frecuencia se preguntan si ese prejuiciotienealgunarelaciónconelhechodequehayapremiosNobeldefísicaydequímica,peronodegeología).Espor ello quepocosmineralogistas se hanpuesto a pensarsobre los asombrosos cambios que a lo largo de la historia ha experimentado lamineralogíaenlasuperficiedelaTierra.

Cuando varios colegas y yo decidimos publicar en forma conjunta nuestroartículo«MineralEvolution»(«Evoluciónmineral»)en2008nuestroobjetivoera,enbuenamedida,desafiarestaperspectivatradicionalyreplantearlamineralogíacomounacienciahistórica.NuestraincursiónenlahistoriamineralógicadelaTierraydeotrosplanetasennuestrosistemasolarymásalláproponeque lamineralogíade laTierrahaevolucionadomedianteunasecuenciadeetapas,cadaunadelascualesfuetestigo de cambios en la diversidad y la distribución de los minerales. De allíproviene la secuencia narrativa de este libro, en la que los planetas van de lasimplicidada lacomplejidadmineralógica;deapenasunadocenademineralesqueflotabanenelpolvoyelgasquedieronorigenanuestrosistemasolaralasmásde4500especiesmineralesqueconocemoshoyenlaTierra,dos terceraspartesde lascualesnopuedenexistirenunmundosinvida.

SetratódeunartículoenormementetécnicoquesepublicóenlarevistaarbitradaAmericanMineralogist,queporlogeneralsóloleenlosexpertosmásespecializados.Pero los medios internacionales pronto retomaron la idea de que la vida y losminerales coevolucionaron. The Economist yDer Spiegel, Science yNature y unpuñadoderevistasdedivulgacióncientíficareportaronnuestraespeculaciónsobrelacambiante diversidadmineral de los planetas.TheNewScientist hasta publicó una


simpática caricatura que muestra cuatro «etapas» de evolución mineral, que vandesde un cristal con aletas que nada hasta un cristal «evolucionado» que usa unbastón. Pero de lo que no dio cuenta ninguna de estas publicaciones fue de quenuestras provocadoras ideas eran todas especulaciones. ¿De verdad Marte estálimitadoa500especiesminerales?¿Esciertoque losmundossinvidadifícilmentepuedenexceder las1500especies? ¿Esverdadque fuenecesariounmundovivoyoxigenado para que se triplicara la diversidadmineralógica de la Tierra?Nosotrospresentamosestasafirmacionescomohipótesis,peroaúnnocomenzabalaodiseadeprobarlas.

¿Y quién iba a saber por entonces que el mejor lugar para buscar iban a serprecisamentelasrocasdelosmilmillonesdeaños«aburridos»?

Paraponerleunpocodecarnecuantitativaaloshuesosdelahipótesisdelaevoluciónmineral hay que estudiar grupos individuales de minerales. Por suerte, el mundocontieneexpertosenmuchosgruposmineralesdiferentes.PoresoentréencontactoconEdGrew,unprofesoreinvestigadordecienciasdelaTierradelaUniversidaddeMaine. Ed es un científico flaco e intenso que ha dedicado su vida a estudiarmeticulosamentelosmineralesqueincorporanberilioyboro,elementosrarosqueenocasionesseconcentranencristalesgrandesyhermosos.Conocelos108mineralesoficialesyaprobadosdelberiliocomosi fueranviejosamigos.Cadauno tieneunapersonalidad;cadaunodesempeñaunpapelgeológico.Asíquelepedíquepensaraen las historias que han vivido a lo largo del tiempo. ¿Cuándo aparecieron? ¿Quéprocesoscondujeronaquesediversificaran?¿Algunavezseha«extinguido»algúnmineral del berilio? Nadie había tratado de responder estas preguntas. Ya es losuficientemente difícil catalogar todos los minerales de un elemento determinadocomoparaademásocuparsedelatitánicatareadetratardediscernircuándoaparecióo desapareció cada especie. Para el berilo, el mineral de berilio más común (yespecialmente apreciado en su variedad de color verde profundo, la esmeralda)existenmilesdeubicaciones.Tratarde localizar el berilomás antiguoesuna tareasobrecogedora.

Trasunañode esfuerzos,EdGrewelaboróunagráficaquemuestra el númeroacumuladodemineralesdeberilioalolargodeltiempo,basadaenmilesdehallazgosreportados. Como era de esperarse, tuvo que pasar mucho tiempo —casi 1500millonesdeaños—paraquehicierasuapariciónelprimerberilo.Elelementoberiliosóloseencuentraenlacortezaterrestreenaproximadamentedospartespormillón,asíquetomatiempoquelosfluidoscalientesseleccionenyconcentrenesosrastrosdeberilioenunlíquidoenriquecidoquepuedeprecipitarcristalesdeberilo.Durantelossiguientes mil millones de años sólo aparecieron unos veinte minerales de beriliodiferentes.Segúnnuestra joven teoría, durante laGranOxidación, de 2400 a 2000millones de años atrás, debía haber nacido una gran camada de nuevosminerales,peroesonofueloqueencontróEd.Porelcontrario,elgranincrementoocurrióun


pocomástarde,entre1700y1800millonesdeaños,cuandoelnúmerodeespeciesconocidas superó el doble. Este lapso, justo al inicio de los mil millones de años«aburridos», fue la época del ensamblaje del supercontinenteColumbia.Tal vez elberilio estaba concentrado en minerales nuevos durante los poderosos eventos deformacióndemontañasasociadosconloschoquescontinentales.

EdGrewcontinuó conun estudio aúnmás impresionante de los 263mineralesconocidosdelboro.Laturmalina,queesmásapreciadaensuhermosísimavariantesemipreciosadecolorrojoverdoso,seencuentraenalgunasdelasrocasmásantiguasde la Tierra, pero durante cerca de 500 a 1000millones de años eso fue todo. Enmuestrasquetienen2500millonesdeañosdeedadsóloseencuentranunasmíserasveinte especies diferentes deboro, algomenosde10por cientode las que existenhoy.Edobservóque,igualquesucedeconlosmineralesdelberilio,enlasrocasquepertenecenalosmilmillonesdeaños«aburridos»seduplicóelnúmerodeespeciesdeboro,estavezenunintervalodeentre2100y1700millonesdeaños,intervaloquemarcaelinicioyelfinaldelaformacióndelsupercontinenteColumbia.Eserápidoincremento en la diversidad mineral vuelve a plantear muchas interrogantes, porejemplo cuándo se disparó en realidad la diversificación postoxidación, cuándoocurrió el ensamblaje de los supercontinentes y qué provocó tantas novedadesmineralógicasdurantelosmilmillonesdeaños«aburridos».

Para nuestra siguiente incursión en la evolución mineral nos ocupamos de losnoventa minerales que se conocen del escaso elemento mercurio, un estudio quecomplica aúnmás el panorama. Como sucede con el elemento hierro,muchomásabundante, elmercuriopuedeencontrarseen tresestadosquímicos: comounmetalricoenelectrones(elconocidolíquidoplateadodelosviejostermómetros),asícomoendosformasoxidadasdiferentes.Enconsecuencia,anticipamosungranaumentoenladiversidaddemineralesdemercuriotraslaGranOxidación,peroelpanoramaqueencontramos fue muy diferente. Como ocurre con la historia de los minerales delberilio y del boro, elmineral demercuriomás antiguo—el que se encuentramáscomúnmenteenlosyacimientosactuales,elbrillantemineralrojollamadocinabrio—tardó más de mil millones de años en aparecer. Le siguieron otras especies quesurgieron en oleadas: una docena de nuevos minerales durante el ensamblaje deKenorland;másdequinientosmillonesde añosde inmovilidad;otramediadocenadurante el ensamblaje de Columbia. Resulta evidente que cuando los continenteschocanlosepisodiosdeformacióndemontañasresultantesdesatanriadasdefluidosmineralizantes, procesos que a su vez generan nuevos minerales. Sin embargo,resultó una gran sorpresa descubrir que esta mineralización se restringía a losintervalosdeformacióndesupercontinentes.

Y luegovinounasorpresaaúnmayor:duranteunépico intervalo,entre1800 y600millonesdeañosatrás—un lapsoaúnmás largoque losmilmillonesdeaños«aburridos»—, nada. No apareció un solo nuevo mineral de mercurio, ni siquieradurantelaépocadelensamblajedeRodiniahacemilmillonesdeaños.Actualmente,


sospechamos que la culpa la tiene el océano intermedio, cargado de sulfuros. Elcinabrio,sulfurodemercurio,seencuentraentre losmineralesmenossolubles.Losátomosdemercurioquehubieransidoarrastradoshastalosantiguosmaressulfúricoshabrían reaccionado de inmediato con el azufre para formar partículassubmicroscópicas de cinabrio que se habrían asentado lentamente en el fondo yhabrían impedido cualquier mineralización del mercurio. Sólo en los últimos 600millones de años, cuando los océanos se volvieron ricos en oxígeno y laTierra secubriódevida,pudodetonarselapoblacióndemineralesdemercurio.

Misterios

Así lascosas,¿laexplosióndenuevosminerales fueunaconsecuenciadelciclodelos supercontinentesounode los fenómenos característicosde losmilmillonesdeaños «aburridos»? ¿O simplemente fue una reacción retardada del aumento deloxígeno?¿Yquépasaconelelementomercurio;deverdadtododependiódelocéanorico en azufre? ¿Y qué nuevos resultados inesperados obtendremos al estudiar losotroscasi50elementosformadoresdeminerales?Loquequedaclaroesquetenemosmucho que aprender, pues apenas empezamos a prestarle atención a las profundassutilezasdeesteintervalodemilmillonesdeaños.

Estelapsodeentre1850y850millonesañosatrás,tanpobrementedocumentado,tambiénexperimentólosprocesosdecambioinexorablequehancaracterizadotodaslasetapasdelaevolucióndenuestroplaneta.Hace850millonesdeañoselambientesuperficial de la Tierra había cambiado en forma irreversible. Las orillas de losocéanos, cada vez más oxigenadas, rebosaban de algas y otros microorganismos,entreellaslasapestosasbacteriasdevoradorasdeazufre,ylaTierraestabaapuntodeestallarconvidanueva.

Los no tan aburridosmilmillones de años nos enseñan, cuandomenos, que laTierratieneelpotencialdeentrarenperiodosdeinmovilidad,unequilibriobenignoentresusmuchasfuerzasencompetencia.Lagravedadyelflujodecalor,elazufreyeloxígeno,elaguaylavidapuedenencontrarymantenerunequilibrioestablealolargo de cientos de millones de años. Pero siempre hay un pero. Si le das unempujoncitoacualesquieradeestasfuerzaslaTierravuelveadesequilibrarse,hastaquealcanzaunpuntocríticocuyasconsecuenciassondifícilesdepredecir,cambiosrápidos que pueden trastornar el ambiente superficial en cuestión de unos cuantosaños.

Yesofuejustamenteloquepasódespués.



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Capítulo9

LaTierrablanca

Elcicloboladenieve-invernadero


EleónProterozoico,queabarcacasilamitaddelahistoriadelaTierra,comprendeentre2500y542millonesdeaños.Fueunlargoperiododemarcadoscontrastes.Susprimeros 500 millones de años, más o menos, un periodo de lo más interesante,fueron testigo de la gran proliferación de las algas fotosintéticas y el consiguienteaumento en el oxígeno atmosférico; la transformación de los océanos, alguna vezricosenhierro,porlaprecipitacióndegigantescasformacionesdehierrobandeado;ylainnovaciónbiológicadelascélulaseucariotas,conelADNcontenidoenunnúcleo,quefueronlasprecursorasdetodaslasplantasylosanimales.

Los mil millones de años intermedios del Proterozoico —llamados los milmillones de años «aburridos»— fueron una época más parsimoniosa, de cambiosconstantesytambiénterriblementeapestosa.

En contraste, los últimos trescientos millones de años fueron tal vez los másdinámicos, pues ocurrieron rompimientos y ensamblajes continentales, cambiosclimáticos radicales, transformaciones espectaculares en la química oceánica yatmosféricayelsurgimientodelavidaanimal.

EsperoyahaberestablecidoquelossistemasdelaTierraestáninterconectadosenformas complejas. El aire, el agua y la tierra nos parecen esferas separadas quecambiana lo largodeescalasde tiempomuydiferentes.Elclimacambia todos losdías; los océanos cambian a lo largo de miles de años; las rocas tienen ciclos de


millones de años y los supercontinentes tardan cientos de millones de años enensamblarseyromperse.Ysinembargo,todoslossistemasdelaTierraafectanalosdemás,enformastantoobviascomoocultas.

Una casa es unametáfora útil, aunque imperfecta, de nuestro hogar planetario.Cuandoestáspensandoencomprarunacasaquieressabermuchascosas,porejemplocuándo fue construida, así como la edad y la geometría de sus añadidos yrenovaciones.Quierestenerdetallessobrelosmaterialesconqueseconstruyótucasay la forma en que se instalaron, desde los cimientos hasta el techo. Tienes queaveriguar cómo funciona la plomería y de dónde se obtiene el agua, así como lossistemasdeventilacióndelhornoyelaireacondicionado,ysusfuentesdeenergía.Loscompradoresastutostambiénseinformansobrelosriesgospotenciales:elfuegoy el monóxido de carbono, las termitas y las hormigas carpinteras, el radón y elasbesto, las goteras y el moho. Los geólogos hacen algo parecido: estudian losorígenesy las principales transicionesde laTierra, la naturalezade las rocas y losminerales,elmovimientodelaguayelaire,lasfuentesdeenergíaylosriesgosdelasamenazasgeológicas.

LascasastambiénposeenalgunosdeloscomportamientoscomplejosdelaTierra,puessusdistintossistemasestán interconectadosenformasavecessorprendenteseinesperadasmediantecircuitosderetroalimentaciónnegativosypositivos.Siduranteunfríodíadeinviernolatemperaturadentrodelacasacaepordebajodetuniveldecomodidad,eltermostatorespondeencendiendolaestufa,ylatemperaturaseeleva.Unavezquelacasaseentibia,laestufaseapaga.Enloscalientesdíasdeverano,elaire acondicionado imita esa respuesta al encenderse cuando las temperaturasinterioressevuelvendemasiadoaltas.LaTierratambiénfuncionamediantemuchosciclosderetroalimentaciónnegativosqueayudanalplanetaamantenermásomenosestablessuscondicionesde temperatura,humedadycomposiciónen lasuperficieycercadeella.Así,porejemplo,elaumentoenlatemperaturadelosocéanosproducemásnubes,quereflejanlaluzsolarhaciaelespacioyenfríanlosocéanos.Delmismomodo,elaumentoenlasconcentracionesdedióxidodecarbonoatmosféricoprovocacalentamiento global, que acelera la erosión de las rocas, y este proceso a su vezconsumegradualmenteelexcesodedióxidodecarbonoyprovocaunenfriamiento.

Aveces las casas tambiénmuestran ciclosde retroalimentación«positiva»,quepuedenacarrearmalasconsecuencias.Situsistemadecalefacciónfallaenunheladodíadeinvierno,lastuberíaspuedencongelarseyreventar,loqueprovocaquetucasase llene de agua fría y la haga aún más fría e inhabitable. Muchas de lasincertidumbresquetienenqueverconelcambioclimáticodelaTierraseconcentranenciclosde retroalimentaciónpositivay susmomentoscríticos.Elaumentoen losniveles del mar provocará inundaciones en las costas, que pueden provocar másevaporación y lluvias, lo que a su vez puede ocasionar más inundaciones. Elcalentamientodelosocéanospuedeprovocarunderretimientomasivodelhieloricoenmetanoenelsuelooceánicoybajoéste;estopuedeprovocarunaumentoenelgas


metano en la atmósfera y provocar aúnmás calentamiento, que podría liberar aúnmásmetano.Siqueremoscomprobarlosefectospotencialmentecatastróficosdelasretroalimentacionespositivas fuera de control no tenemosmásquevoltear a ver elefecto invernadero desatado en nuestro planeta hermano Venus, con su espesaatmósfera de dióxido de carbono y sus temperaturas superficiales de 500 gradosCelsius.

Losmilmillonesdeaños«aburridos»,enlamedidaenlaqueenefectolohayansido, fueron consecuencia de muchas retroalimentaciones negativas eficientes quemantuvieronelcambiobajocontrol.ApesardelasmigracionesglobalesdetierrasyelconstanteensamblajeyrupturadelossupercontinentesduranteeselargoperiodoelclimadelaTierraparecehabersidobastanteestable.Nohubograndesglaciaciones.Laquímicadelocéano,anóxicoyricoenazufre,nocambiómucho.Lavidatampocoevolucionóenningúnsentidomuynovedoso.Aparecieronalgunosmineralesnuevos,peronohubograndeseventoscríticosquealteraranelaire,latierraoelmar.

TodoesoestabaapuntodecambiarconlarupturadeRodinia.

Laruptura

En contraste con el intervalo que va de 1850 a 850 millones de años atrás,misteriosamente tranquilo, durante los siguientes cientos de millones de años laTierraexperimentóalgunasdelasfluctuacionessuperficialesmásrápidasyextremasde su historia. Hace unos 850 millones de años la mayor parte de las masascontinentalesdelaTierraseguíanagrupadascercadelEcuador,enelsupercontinenteRodinia, totalmentedesérticoycarentedevida.El inmensoocéanodeMirovia, talvez puntuado por algunas series de islas volcánicas, rodeaba este megacontinentedesnudoyoxidado.Laatmósferainhóspitasóloconteníaunapequeñafraccióndelacantidad actual de oxígeno, demasiado poco para formar una capa protectora deozono que tuviera alguna utilidad.Un viajero en el tiempo que llevara consigo unbuensuministrodeoxígenoyalgodebloqueadorpodríasobreviviralolargodelascostasabasedeunadietablandadealgas,perolavidanohabríasidounpícnicenesedesoladomundodelNeoproterozoico.

La desequilibrada yuxtaposición de tierra y mar que era Rodinia no estabadestinadaadurar.DurantelamayorpartedelahistoriadelaTierraelclimahasidomoderadoporretroalimentacionesnegativas.Porsupuestohacambiadoalolargodelahistoriade laTierra,pero las fluctuaciones raravezhanalcanzadoextremosquepusieran en peligro la vida. Hace 850 millones de años, sin embargo, ocurrieronvarios cambios que trastornaron el equilibrio que reinaba antes y empujaron a laTierrahaciaunpuntodequiebreclimático.Elmásimportantedeesoscambiosfueelrompimiento gradual de la Rodinia ecuatorial. La primera grieta fuemodesta y seabrióhace850millonesdeaños,cuandoloscratonesdelCongoyKalahari(quehoy


son parte de África del Sur) comenzaron a separarse hacia el sureste delsupercontinente,porlodemásintacto.Haceunos800millonesdeañosaparecióunasegundagrieta que aisló el cratóndeÁfricaOccidental, que se dirigió al sur de lamasaprincipal.Haceunos750millonesdeañoslafragmentacióndeRodiniaestabaen su apogeo; surgieron enormes cadenas volcánicas y flujos de lava basáltica querevelanquelacortezaestabasufriendograndesresquebrajaduras.Elsupercontinentesepartióalamitad;seformóunabrechaendirecciónnorte-surqueseparóUrhaciael oeste y un grupo continental conformado por Laurencia, Báltica, Amazonia yalgunoscratonespequeñoshaciaeleste.

Con el agrietamiento se produjeronmiles de kilómetros de costas nuevas y lascorrespondientesoleadasde rápida erosióncostera.En losmares intercratónicos seformaroncuencassedimentariasdinámicasquemarcaronelfindeestelargohiatoenel registro geológico de la Tierra, ese virtual cese de la deposición de rocassedimentariasquecomenzóenlaeraMesoproterozoicaydurócasi250milaños.Eneste mundo agitado y fragmentario floreció la vida microbiana. Las tierraserosionadas aportaron nutrientes minerales a las algas fotosintéticas, que durantemucho tiempo habían estado limitadas por las escasas reservas de fosfatos,molibdeno,manganeso y otros elementos esenciales delmar.Los paleontólogos seimaginanunaeradezonasdemareasbajasyarenosas,cubiertasporgruesostapetesdefilamentosverdesresbalososyaguasmaradentroasfixiadasporbalsasmalolientesformadasporalgas.

Losacontecimientos tectónicos tambiénconspiraronparaalterar losocéanos, laatmósfera y el clima de la tierra. Una de las razones del aumento del oxígenoatmosférico fue la enorme proliferación de algas costeras, pero también que elaumentoenlaproduccióndelabiomasadealgascondujoaunrápidoenterramientodecarbonoorgánico.AlolargodelahistoriadelaTierralabiomasa,ricaencarbono,ha sido un consumidor fundamental de oxígeno. Mientras más biomasa sedescomponga, más rápido se consume el oxígeno. (Los incendios forestalesconstituyen una representación inusualmente rápida de este continuo fenómeno deagotamiento del oxígeno). Del mismo modo, mientras más rápido se entierre labiomasa rica en carbono,más rápidamente se elevan los niveles de oxígeno. Pero¿cómo podemos saber si la biomasa fue enterrada? Resulta que la caliza, queprecipitacapasdemineralesricosencarbonosobreelfondodelosocéanossomeros,preservaunregistrosutilperorevelador.

Losisótoposdecarbonoenlacalizaapuntanacambiosenlatasadeproduccióndealgas.Lasreaccionesquímicasesencialesparalavida—latransformacióndeaguay dióxido de carbono en azúcar durante la fotosíntesis, por ejemplo— siempreconcentracarbono-12,másligeroqueelcarbono-13.Deestemodo,elcarbonoenlabiomasa(esdecir,enlasalgas,vivasomuertas)siemprees«isotópicamenteligero»siselocomparaconelcarbonoinorgánicoenlacaliza.Entiemposnormales,cuandoflorece la vida microbiana y se agota el carbono ligero de los océanos, la caliza


exhibeunafirmaisotópicaproporcionalmentepesada.Yenlasépocasenlasqueelenterramiento de biomasa ocurre en forma inusualmente rápida, y conforme másisótoposdecarbonoligerosseeliminansistemáticamentedelosocéanos,elcarbonorestantequeconformalacalizaesmáspesadodelohabitual.Comoesdeesperarse,la caliza que se depositó a lo largo de las costas deRodinia hace unos 790 a 740millones de años es inusualmente pesada. Durante ese intervalo las algas debenhaberseexpandidoyenterradoaunritmoinédito.

EstaenormeproliferacióndevidapuedehabertenidounefectoimportanteenelclimadelaTierra.Lavidamicrobianaconsumedióxidodecarbono,ungasdeefectoinvernaderoqueconstantementeesarrojadoalaatmósferaatravésdelosvolcanes.Normalmente las entradas y las salidas de CO2 están equilibradas, así que lasconcentracionesatmosféricaspermanecenrelativamenteconstantes,perodurantelasrápidasoleadasdecrecimientodealgasenelNeoproterozoicolosnivelesdedióxidodecarbonopuedenhaberbajado,conloqueseredujoelefectoinvernadero.

Existe otro ciclo de retroalimentación relacionado con el CO2 —y bastantecomplicado—que también puede haber acentuado el enfriamiento de la Tierra. ElagrietamientodeRodiniaprodujomilesdekilómetrosdenuevosvolcanesenelfondodelmarquefabricaronunacortezaoceánicacalienteydebajadensidad.Estacortezacalientey flotante tendíaa sostenerocéanosmenosprofundosqueantes,asíqueelnivelpromediodelmarsubió.Deaquísedesprendequeelperiodoquecomenzóhace750 millones de años probablemente vio muchos mares interiores. Los maresinteriores significanquehaymásevaporaciónymásprecipitación, loquea suvezproduce una erosiónmás rápida de las rocas expuestas. Pero la erosión de la rocaconsumedióxidodecarbonoagranvelocidad,ylareduccióndelosnivelesdeCO2,ungasdeefectoinvernadero,puedenconducirasuvezaunenfriamientoglobal.

Lasposicionesprecisasdeloscontinentesylosocéanosjustoantesyduranteelrompimiento de Rodinia pueden haber desempeñado un papel adicional en laalteración del clima global. Los océanos y la tierra contrastan radicalmente en sualbedo: la habilidad de reflejar o absorber la luz solar. Los océanos,más oscuros,tienenunalbedoproporcionalmentemenor;absorbencasitodalaenergíadelSolysecalientanenelproceso.Latierrayerma,porelcontrario,esmuchomásreflectiva.Unsupercontinente resecoydesoladocomoRodiniahabríadevueltobuenapartede laluz solar incidente hacia el espacio. Esta combinación de océanos polares ycontinentesecuatorialeshabríaacentuadocualquierfenómenodeenfriamientoglobal,pueselEcuadorrecibemuchamásenergíasolarquelospolos.

Los detalles de tales procesos a escala global y los complejos ciclos deretroalimentaciónaúnseestán resolviendo,peroestáclaroqueelNeoproterozoico,después de su largo periodo de relativa estabilidad, estaba preparado para grandescambios.


LaTierraboladenieve-laTierrainvernadero

Hace750millonesdeaños laTierraentróenunperiodode inestabilidadclimáticadiferente a todo lo que se ha visto antes o después. Y comenzó con una brutalglaciación.

Los glaciares dejan tras de sí un conjunto inequívoco de rasgos sedimentarios,principalmente estratos gruesos e irregulares de rocas diagnósticas llamadas tilitas,quepreservanun revoltijo caóticode arena, grava, fragmentos angularesde rocayunadelgadaharinaderoca.Losglaciares tambiéndejanafloramientosredondeadosde rocasólidaque fueronrasguñadosypulidosporel lentoavancede lascapasdehielo.Lospeñascoserrantesylasaltasmorrenassesumanalasevidencias,ytambiénlo hacen los sedimentos varvados formados por finos estratos que representan lasescorrentíasestacionaleshacialoslagosglaciales.

Losgeólogosdecampohandescubiertoestosrasgosglacialesenrocasdeentre740y850millonesdeañosdeedaddetodoelmundoycasiencualquierlugardondehanbuscado.Dehecho,lasevidenciasdeuncambioclimáticodrásticoyabruptoqueocurrió hace unos 740millones de años se habían estado acumulando por décadascuando el geólogoPaulHoffmany tres colegas de las universidades deHarvard yMarylandpublicaron,enelnúmerodeSciencedel28deagostode1998,unartículocortoyemocionantetitulado«ANeoproterozoicSnowballEarth»(«UnaTierrabolade nieve en el Neoproterozoico»). Hoffman y sus colaboradores hicieron elextraordinario salto conceptual de afirmar que al menos dos veces durante eseintervalo la Tierra no sólo experimentó una glaciación sino que se congelócompletamente, desde los polos hasta el Ecuador. Sustentaban esta afirmación, enparte,enalgunascuidadosasobservacionesdecampodeunasecuenciaderocasdelaCostadelosEsqueletosenNamibia:gruesosdepósitosdetilitasglaciales,delamanodeseñalespaleomagnéticasdeque losglaciareshabíanestadocercadelEcuador,aunos12gradosdelatitud.Ynosetratabadeglaciaresalpinosdelasaltasmontañas;resultaba claro que las tilitas habían sido depositadas en aguas costeras someras, anivel delmar.Por lo tanto, el climadebehaber sidohelado cerca delEcuador.Encontraste,durantelaglaciaciónmásrecientedelaTierralosglaciaresencrecimientonuncarebasaronlos45gradosdelatitudsur,ylaevidenciafósilsugierelaexistenciadeunazonatropicalrelativamentetempladainclusodurantelamáximaextensióndelhielo. El equipo de Harvard tenía evidencias incontestables de acumulaciones dehielo a nivel del mar, cerca del Ecuador, durante el Neoproterozoico. De aquí elnombredeTierraboladenieve.

Paramuchosde los científicosque leyeron el artículodeHoffmanen1998 losisótoposdelcarbonorepresentabanpruebasinequívocasdeestecambioimprevistoycatastrófico. Durante los millones de años que antecedieron al primer hipotéticoepisodiodelaTierraboladenieve—antesdeunos740millonesdeaños—elrápidocrecimientodelabiomasadealgashabíaconcentradocarbonoisotópicamenteligero.


Las calizas contemporáneas depositadas en las aguas costeras alrededor delsupercontinente Rodinia en fragmentación son proporcionalmente pesadas. Por elotro lado, si laproductividadmicrobiana sedesacelerao sedetiene los isótoposdecarbono en la caliza deben volverse, en promedio, mucho más ligeros. Y eso fueexactamenteloquehallaronHoffmanysuscolegas:unaenormereduccióndemásdeunoporcientoencarbonopesadojustoantesyjustodespuésdelaaparicióndelosdepósitosglaciales,haceunos700millonesdeaños.

Elmodeloquesurgióestababasadoenunaseriedeciclosde retroalimentaciónpositivaanidados,cadaunodeloscualescondujoalaTierraaunestadomásymásfrío.Unade las retroalimentacionesdependíade la erosióncontinental, unprocesoqueseaceleróenlaszonastropicales,húmedasycalientes,conformeabsorbíanmásy más dióxido de carbono del aire. Otra realimentación se manifestó en enormesproliferacionesdealgas fotosintéticasque tomaronaúnmásCO2 del aire.Mientrastanto,conformeelefectoinvernaderodelaatmósferadelaTierrasedebilitabayelclimaseenfriaba,comenzaronaformarseyacrecercasquetesdehieloenlospolos.Elhieloy lanieve,blancosy frescos, reflejaronmás luz solarhacia el espacio,uncicloderetroalimentaciónpositivaqueenfriólaTierraaúnmásrápidoqueantes.Yaunquelascapasdehieloseextendíanhacialatitudescadavezmenores,elcontinenteecuatorial, todavía templado, y su fértil ecosistema de algas siguieron absorbiendomás y más CO2 de los cielos. El clima de la Tierra, que había sido sacadotemporalmentedeequilibrio,alcanzóunpuntodeinflexióncuandoelblancohielodeambospolosseextendióhaciaelEcuadorytalvezinclusorodeó,eventualmente,elplanetacompleto.Enlaversiónextremadeesteescenario,la«boladenieve»,queesla que propusieron Paul Hoffman y sus colegas, las temperaturas promedio de laTierra se desplomaron a –45 grados Celsius, y una capa de hielo de hasta unkilómetroymediodeespesorrodeóporcompletoelglobo.

DurantemuchosmillonesdeañoslaTierraestuvoencerradaenunaboladehielo(o almenos de aguanieve). La blancaTierra «bola de nieve», incapaz de absorberradiación solar, parecía estar condenada a permanecer para siempre en su capullohelado, porque las temperaturas nunca superaban el punto de congelación. Laglaciaciónglobaldetuvocasitodoslosecosistemas.LavidamicrobianadelaTierra,antes tan abundante, resultó aniquilada. Sólo sobrevivieron algunos microbiosresistentes, como lo han hecho durantemiles demillones de años, en la oscuridadperpetua de las fuentes hidrotermales en el fondo del mar. Algunas poblacionesaisladasdealgasfotosintéticasdebenhabersobrevividoengrietas,iluminadasporelsol,queseabrieronenelhielodelgado,oenaguassomerascercadelastibiasladerasdelosvolcanes.

¿CómopudorecuperarselaTierradeestelargoyfríoinviernoglobal?Larespuestaseencuentraenelagitadointeriordenuestroplaneta.Lablancacubiertadehieloynievenopodíadetenerlatectónicadeplacasnifrenarlasincesantesexhalacionesde


gases volcánicos que producían cientos de conos negros que se asomaban entre elhielo.Eldióxidodecarbono,elprincipalgasvolcánico,comenzóaacumularseunavezmásenlaatmósfera.ConlaTierracubiertadehielo,laextracciónoportunadeCO2que llevabanacabo tanto laerosiónde la rocacomo la fotosíntesis sedetuvocasi por completo. Las concentraciones de dióxido de carbono poco a poco seelevaronhastanivelesquenosehabíanvistoenmilmillonesdeaños,yesposiblequeeventualmentealcanzarancientosdeveces losnivelesmodernos, loquedesatóun nuevo ciclo de retroalimentación positiva: un efecto invernadero descontrolado.La luz solar seguía siendo dispersada por el blanco paisaje, pero el dióxido decarbono hacía rebotar la energía radiante de regreso hacia la superficie, y estocalentaba,inevitablemente,elplaneta.

Conformelaatmósferasecalentóalgunaszonasdehieloecuatorialsederritieronporprimeravez enmuchosmillonesde años.La tierra oscuraquequedó expuestaabsorbió más luz solar y el calentamiento se aceleró. También los océanoscomenzaron a deshacerse de su blanca cubierta cuando las retroalimentacionespositivasentreelSolylasuperficieprovocaronquelaTierrasecalentaramásymás.

Uncasodegases

Hoymuchoscientíficos sospechanqueotras retroalimentacionespositivaspudieronexacerbar el rápido calentamiento global, un mecanismo que ciertamente nospreocupamucho en la actualidad.Elmetano (CH4), el hidrocarburomás simple, yque por cierto es el combustible que quemamos en nuestras casas como «gasnatural», también es un gas de efecto invernadero, pero uno que es, molécula amolécula, mucho más efectivo para atrapar la energía solar que el dióxido decarbono. Durante miles de millones de años el metano se ha acumulado en lossedimentos del fondo del mar, probablemente gracias a dos mecanismoscontrastantes.Elprimero,queestámuchomejordocumentadoyque,porlotanto,esmenoscontrovertido,tienequeverconmicrobiosqueemitenmetanocomopartedesu ciclo metabólico normal. Estos metanógenos prosperan en los sedimentosoceánicos anóxicos que se encuentran cerca de muchas reservas conocidas demetano, así que se piensa que los grandes depósitos de gas natural se formarongraciasalaactividadcontinuadeestosmicroorganismos.

Algunosexperimentosrecientesapuntanaunaposiblesegundafuentedemetano,muchomásprofundayquenodependedelabiología.Algunoscientíficossugierenqueenlasprofundidadesdelacortezaylapartesuperiordelmanto,amásdecientocincuenta kilómetros de la superficie, donde imperan temperaturas y presionesextremas,elaguayeldióxidodecarbonopuedenreaccionarconmineralescomunesdehierro para producirmetano.Los experimentos a altas presiones y temperaturas


buscan imitar estas hipotéticas reaccionesde las profundidadesde laTierra.Enunestudio muy citado de 2004, que se realizó en el Laboratorio de Geofísica, elestudiante de posdoctorado Henry Scott mezcló dos ingredientes comunes en lacorteza,calcita(carbonatodecalcio,elmineraldelacalcitaquecontienecarbono)yóxidodehierroconagua.Scottsellóestosingredientesenunyunquedediamanteycalentó lamuestra con un láser hasta que alcanzómás de 500 grados, lasmismascondicionesextremasqueseencuentranenelmantosuperior.Recuerdaquelomásgenialdelyunquedediamanteesquelosdiamantessontransparentes,asíquepuedesver cómo reacciona y se transforma la muestra. Henry Scott observó cómo seformabandiminutasburbujasdemetanoen lacámaradelyunque.Elhidrógenodelagua reaccionó con el carbono de la calcita para formar gas natural. Otrosexperimentos en Rusia, Japón y Canadá han encontrado síntesis parecidas dehidrocarburosbajounagamadehipotéticascondicionesde lasprofundidadesde laTierra.

Estosexperimentospuedenserimportantesparaentenderelcalentamientoglobaldel Neoproterozoico, pues el metano tal vez contribuyó a una retroalimentaciónpositiva particularmente poderosa. Buena parte del metano almacenado cerca delfondodelmarseencuentraatrapadoenuncompuestofascinantellamadoclatratodemetano, una mezcla cristalina de agua y gas parecida al hielo que conformaafloramientos en las pendientes continentales. (Este metano helado arde con unallamamuybrillante;puedesverlosvideosenYouTube).Enestoscristalesdemetano,queseformancuandoelgasqueemergedelasprofundidadesreaccionaconlafríaaguademar,seencuentranencerradasenormescantidadesdemetano,segúnalgunoscálculos varias veces las de todas las reservas conocidas combinadas. En elpermafrostdelÁrtico,lossuelosenSiberia,elnortedeCanadáyotrasregionesquehan permanecido congeladas durante millones de años también se encuentranencerradasgrandescantidadesdemetano.

Cuandolasaguasdelosocéanossecalientanaunqueseaunpoco,loqueprovocaque los depósitos de clatrato más superficiales se disuelvan y liberen grandescantidadesdemetanoa la atmósfera,puedeocurriruna retroalimentaciónclimáticapositivaextrema.Estemetanocontribuyesignificativamentealefectoinvernadero,loqueprovocaquelosocéanossecalientenaúnmás.Algunoscientíficosapuntanahoraa una posible liberación catastrófica de metano del suelo oceánico durante elNeoproterozoico como un factor que contribuyó a acelerar el calentamiento globalquepudohaberhechopasarlaTierradefríaacalienteencuestióndeunasdécadas.

Este escenario del Neoproterozoico depende en granmedida de las fuentes demetano.Si losmicrobiosproducenlamayorpartedelgasnaturalde losocéanoslaproduccióndeclatratodebehabersefrenadodurantelosepisodiosdeboladenieve,ylaliberacióndemetanopuedenohaberdesempeñadounpapeltanimportanteenelcalentamiento. Si, por el contrario, el manto, a grandes temperaturas y presiones,liberagrandescantidadesdemetano, las reservasdeclatratosdemetanosehabrían


acumulado en forma continua a lo largo de cualquier glaciación, en formaindependiente de la vida microbiana, y habrían desatado una retroalimentaciónmuchomás poderosa. Entonces, ¿qué proceso produce elmetano, las rocas de lasprofundidades,losmicrobiosdelasuperficieounacombinacióndeambos?

Lacuestióndelasprofundidadesversuslasuperficieparaestablecerlosorígenesdelmetanopuedeparecerbastantefácildesolucionar,perohayunproblemaqueestáteñidoporunaviejayavecesacaloradacontroversiainternacionalenelnegociodelgas y del petróleo. El petróleo está formado, básicamente, de moléculas dehidrocarburos, de las cuales el metano es el más simple y el más abundante. Engeneral se da por cierto que los procesos naturales que dieron origen al metanotambiéndesempeñaronalgúnpapelenlaformacióndelpetróleo.

Unodelosladosdeldebateeslaescuelaruso-ucraniana,fundadaamediadosdelsigloXIX por el famoso químico ruso DimitriMendeléiev, mejor conocido por suubicuatablaperiódicadeloselementos.Mendeléievpropusoqueelpetróleotieneunorigen abiogénico mucho antes de que los experimentos respaldaran susafirmaciones. «El hecho principal que debe considerarse», escribió, «es que elpetróleonacióenlasprofundidadesdelaTierra,yessóloallídondedebemosbuscarsu origen». Las ideas deMendeléiev renacieron en Rusia y enUcrania durante lasegundamitaddelsigloXX, e influyensobre lapróspera industriadelpetróleoyelgasnaturaldeRusia.Algunosgeoquímicosrusostodavíasostienenqueprácticamentetodoelpetróleoyelgasnaturalsederivandefuentesabiogénicasprofundas.Ensuopinión, algunos campos petrolíferos productivos son recursos renovables, que sellenancontinuamenteapartirdegrandesreservasenelmantobajoellos.

ParalamayorpartedelosgeólogospetrolerosdeEstadosUnidosestasideassonheréticas, y citan una letanía de pruebas del origen exclusivamente biológico delpetróleo:elpetróleoúnicamenteseencuentraenhorizontessedimentariosenlosquealgunavezprosperó la vida; el petróleo está repletodebiomarcadoresmolecularescaracterísticos; la composición isotópica del petróleo es exclusiva de la vida; loselementostrazatambiénapuntanaunafuenteviva.Paramuchosgeólogospetrolerosestadounidenseselcasoestácerrado:prácticamentetodoelpetróleoyelgasnaturalsonbiogénicos.

El debate, que se ha polarizado a lo largo de décadas de rivalidadesruso-estadounidenses,revivióenEstadosUnidosamanosdelbrillante,beligeranteyambicioso astrofísico austriaco Thomas (Tommy) Gold, que dio clases en laUniversidadCornell hasta sumuerteprematura en2004.La ideaque le trajo famacientífica aGold, almenosdentrode suespecialidad, la astrofísica, fueque sediocuentadequelospulsosderadioquesedetectabanenelespacioprofundoconunaregularidad metronómica son en realidad estrellas de neutrones que giran a granvelocidad. (Por un tiempo algunos astrónomospensaronque estas señales de radiopodían tenersuorigenen lejanas tecnologíasextraterrestres,deaquíqueelnombreastronómicodelospulsaresseaLGM,quesignifica«LittleGreenMen»,hombrecitos


verdes).AunqueGoldincursionóenmuchasotrasáreasdelaciencia,desdelafisiología

de la audición hasta la consistencia de la polvorienta superficie lunar, fuera de laastrofísica su contribución más notable fue defender los orígenes abióticos delpetróleo y el gas natural. Él argumentaba que el petróleo parece biológicosimplemente porque existe una próspera comunidad de microbios —la «biosferaprofundaycaliente»—queusa loshidrocarburosabióticoscomoalimento.Así, losmicrobios superponen susmarcadores bioquímicos característicos, los hopanos, loslípidos y otros, a los hidrocarburos abióticos. Con base en esta hipótesis, Goldpromovió la búsqueda de hidrocarburos en lugares poco convencionales, como lasrocas ígneas y lasmetamórficas. Hasta convenció a una compañía sueca para queperforara un profundo pozo de exploración en estas rocas duras, un proyecto queprodujoalgunosresultadosfascinantesperoambiguos(yquelecostóunmontóndedineroavariosinversionistasinsatisfechos).

Si escuchas con cuidado los argumentos de ambas partes te quedará claro quetodavía no se ha respondido la pregunta del origen exacto de los hidrocarburos.TommyGold era incansablemente inquisitivoy teníamuchahambrede respuestas.Pocoantesdesumuerte inesperadavinoami laboratorioadarnosunaconferenciasobrelabiosferaprofundaycalienteyaanalizarunaposiblecolaboraciónparallevara cabo experimentos que podrían haber ayudado a resolver el asunto. El problemacríticodelorigendelmetanosiguesinresolverse,peroestonoquieredecirqueseairresoluble.Loquenecesitamosesunnuevoesfuerzointernacionalparacomprenderelcarbonoprofundo.

ElObservatoriodeCarbonoProfundo

SepuedeargumentarqueelcarbonoeselelementomásimportantedelaTierra.Esclaveparaentenderelclimayelmedioambientecambiantede laTierra,ydurantemucho tiempoha sido, y sigue siendo, el elemento central en nuestra búsquedadeenergía. El carbono es también el elemento crucial de la vida y, por extensión, elelemento central para el diseño de nuevas drogas e incontables productos más.Tenemos que entender el carbono, y no sólo en sus ciclos de los océanos, laatmósfera, las rocasy lavida, todosmuyestudiados, sinodesde lacortezahastaelnúcleo.

Asífuequeenelveranode2009laFundaciónAlfredP.SloanyelLaboratoriodeGeofísicainauguraronelObservatoriodeCarbonoProfundo(DCO,porsussiglaseninglés), un ambicioso programa de diez años para estudiar el carbono en nuestroplaneta, en especial sus papeles químicos y biológicos en las profundidades de laTierra. ¿Dónde se encuentra el carbono? ¿Cuánto hay? ¿Cómo se mueve,especialmente hacia la superficie y desde ella? ¿Qué tan grande es la biosfera


profunda? Este esfuerzo interdisciplinario e internacional ha atraído a cientos deinvestigadoresdedocenasdepaíses.Tenemosmuchosobjetivos,desde finalizaruncenso global de la vida microbiana profunda hasta monitorear las emisiones dedióxidodecarbonodetodoslosvolcanesactivosdelaTierra.PeroelplatofuertedelamisióndelDCOesdescubrirlosorígenesdeloshidrocarburosdelaTierra,desdeelmetano hasta el petróleo. El geoquímico Ed Young y su colega Edwin Schauble,ambosdelaUniversidaddeCaliforniaenLosÁngeles,creenquelosisótoposseránpistas clave para determinar si una filtración de metano en el fondo oceánico fueproducida por una roca o por un microbio. Pero sus cálculos teóricos no puedenprobarsemediante unamedición cualquiera de isótopos pesados versus ligeros.EdYoungquieremedir«isotopólogos».

Los isotopólogos sonmoléculas químicamente idénticas que sólodifieren en laconfiguracióndesusisótopos.Elmetano,conunátomodecarbonoycuatroátomosde hidrógeno, viene en una variedad de isotopólogos. Aproximadamente 99.8 porcientodelosátomosdecarbonosonlavariedadmásligeradecarbono-12,yunodecada 500 átomos es el isótopo carbono-13, más pesado. De la misma forma, elhidrógeno viene en una versión más ligera (técnicamente «hidrógeno-1», perosiempre nos referimos a él simplemente como hidrógeno), así como el isótopohidrógeno-2, más pesado, que siempre se llama deuterio. En la Tierra la típicaproporciónhidrógeno-deuterioesde1000a1.Estasproporcionessignificanque1decada500moléculasdemetanocontienenunisótopodecarbono-13,mientrasquemásomenos4decada1000contienenunodedeuterio.

De por sí es bastante difícil medir trazas de cualquiera de estos dos isótopospesados,peroesonoesloquebuscanEdYoungysuscolegas:ellosquierenmedirlosesquivosisotopólogosdemetanocondoblesustitución,lasaproximadamenteunaenunmillóndemoléculas demetanoque contienen tanto uncarbono-13como undeuterio (indicadas como 13CH3D) o bien dos deuterios (12CH2D2). Según loscálculos de Edwin Schauble, la proporción de estos dos raros isotopólogos encualquier muestra de metano deberían constituir un indicador muy sensible de latemperaturaalaqueseformóelmetano.Latemperaturaesclave:siunahornadademetano se formó a temperaturasmenores a 100 gradosCelsius su origen debe sermicrobiano; si se formó a temperaturas superiores a 500 grados Celsiusprobablementeseadeorigenabiótico.

La idea sevemuybienenpapel.Elproblemaesquenoexisteun instrumentocapazdedesentrañar laproporciónde13CH3Da12CH2D2.Losanálisisde isótoposconvencionales se basan en la espectrometría de masas, el proceso de separarmoléculassegúnsusmasas.Estosdosisotopólogosposeenunadiferenciademasademenosdeunadiezmilésima,loqueacarreaproblemasparadistinguiruntipodeotro.Además, los isotopólogos se encuentran en concentraciones extremadamente bajasquedesafíanlosanálisisconvencionales.EdYoungysuscolegasnecesitanunnuevoinstrumento que mejore tanto la resolución de la masa como la sensibilidad


molecular. Por eso una de las primeras acciones del Observatorio de CarbonoProfundofueayudarafinanciarunprototipodedosmillonesdedólaresquesediseñóespecíficamente para medir las proporciones de los isotopólogos del metano. (LaU. S. National Science Foundation, el U. S.Department of Energy, la Shell OilCorporation y el Instituto Carnegie de Washington también están apoyando esteesfuerzo,queconstituyeunagradabledesplieguedecooperación).Estaempresatienesusriesgos:vaatomarañosconstruirelinstrumento,ymásañossabersifunciona.Perovalelapenasinosayudaaobtenerunarespuestadefinitivaalapreguntadecuáles el origen de las fuentes de metano profundo y cómo funcionan los ciclos deretroalimentación impulsados por el metano, que tienen la capacidad de cambiardrásticamenteelclimadelaTierra.

Ciclosdecambio

DeregresoalaTierradelNeoproterozoico,haciaelfinaldelprimerepisodiodebolade nieve, hace 700millones de años, se había alcanzado el punto de inflexión delcambio climático. El aumento inevitable en el dióxido de carbono desempeñó unpapelmuy importante; la liberación súbitadelmetanode los clatratospuedehabercontribuidotambién.Enunpestañeogeológico—talvezmuchomenosdemilaños— el clima comenzó a dar tumbos. La Tierra bola de nieve dio paso a la Tierrainvernaderoylastemperaturasalcanzaronnivelesrécord.

Durante mucho tiempo, tal vez treinta millones de años, prevaleció un climatemplado, pero el invernadero contenía las semillas de su propia destrucción. Lasaltasconcentracionesatmosféricasdedióxidodecarbonodescendieronpocoapoco.Partedelgasdeefectoinvernaderofueeliminadoporreaccionesconrocas.Latierradesnuda, expuesta a lluvias cargadas de ácido carbónico corrosivo (comoconsecuenciadelosaltosnivelesdeCO2atmosférico)seerosionóagranvelocidad.Laafluenciadenutrientesminerales,acompañadaporlareaparicióndelaluzsolar,condujo a una proliferación explosiva de algas que devoraron el gas de efectoinvernadero.Y todos estos acontecimientos están preservados en el registro de losisótoposdecarbono.

Así que durante los siguientes ciento cincuenta millones de años la Tierra semecióentreestosdosextremos.Elhieloseacumulóyseretirónouna,nidos,sinoalmenostresveces,yelclimaglobaldiopasoserráticosdesdeelárticohastaeltrópicoyderegreso.Elprimerepisodio,llamadolaglaciaciónSturtiana,alcanzósumáximohaceunos720millonesdeaños.LaglaciaciónMarinoanalasiguióhace650millonesdeaños,ylaglaciaciónGaskiers,menossevera,ocurrióhace580millonesdeaños.La gruesa acumulación de rocas que puede verse en una docena de países reveladetallesdeestedramáticociclo.Conformeelhieloseretiraba losglaciaresdejabantrasdesíenormesmontonesdepeñascosdesgajadosyrocasmolidas,tilitasgrumosas


y cantos redondeados y pulidos. Pronto estas capas de tilita fueron cubiertas porgruesosdepósitoscristalinosdemineralesdecarbonato,otrosignoreveladordequelos océanos se estaban calentando. Los carbonatos se formaron tan rápido en losocéanossupersaturadosdeCO2queelfondodelmarsecubriódecristalesgigantes,devariosmetrosdelargo.Estosrestosapresuradosnoshablandeunaépocaenlaquela torturada superficie de la Tierra perdió su equilibrio químico y abandonó parasiempresusmilmillonesdeañosdeinmovilidad.

TraslapublicacióndePaulHoffmansobrelaTierraboladenieve,en1998,losgeólogos adoptaron por un tiempo el escenario del planeta congelado, peroactualmenteel romanceestá llegandoasufin.Aquieneshacenmodelosclimáticosles ha costado trabajo cubrir toda la superficie de la Tierra con hielo, pues suscálculos sugieren que incluso en épocas de enorme enfriamiento el Ecuador debiópermanecertemplado.Losgeólogosdecampoestánencontrandoevidenciasdehieloen movimiento, olas superficiales y corrientes oceánicas durante el momento demáximo congelamiento, señales de que existieron algunas aguas abiertas. Para lamayor parte de los geólogos la dura bola de nieve ha sido remplazada por unescenario más benigno, la «bola de aguanieve», el siguiente modelo a vencer.Hoffman lo rebate con el argumento de que la aguanieve podría representarcondicionesqueexistieronjustoantesojustodespuésdelmáximoglacial.

¿Cómo podríamos determinar la diferencia?Una interesante línea de evidenciaquerespaldalaboladenieveduraesunabreveysorprendenteoleadadeformacionesdehierrobandeadoquesedepositaronmásomenosalmismotiempoquesepiensaqueelhielopuedehabercubiertoelglobo.Resultadifícil explicar la formacióndeestos depósitos, pues los océanos habían sido despojados de su hierromás demilmillones de años antes, cuando no habían comenzado los mil millones de años«aburridos».Entonces,¿cómopuedenhaberserecargadodehierro losocéanos?Unmodelo sugiere que el episodio de la bola de nieve selló el océano y privócompletamentedeoxígenoalacolumnadeaguademar.Mientrastanto,lasfuenteshidrotermalesdelfondodelmarcontinuaronbombeandohierrofrescodesdeelmantohacialasprofundidadesdelocéano.Pocoapocoseelevaronlasconcentracionesdehierroque,encuantoterminaronlosepisodiosglaciales,rápidamentesedepositaroncomonuevasformacionesdehierrobandeado.

Boladenieveversus boladeaguanieve: estas controversiasno sonnadanuevoparalaciencia,yéstaenparticularsehamantenidobastantediscretaymásamigableque otras. PaulHoffman se retiró y una nueva generación se ha apropiado de estedesafío,pueslasrespuestasaúnyacenocultasenlasrocas.

Elmisteriodelhielo

Aún queda un gran misterio por resolver. Los episodios de la Tierra de bola de


nieve/boladeaguanievenofueronparanadalosprimerosperiodosdeglaciacióndela Tierra, ni los últimos, pero los tres grandes intervalos del Neoproterozoicocontrastancon losdemás.Hastadondesabemosnunca,niantesnidespués,ocurrióuna oleada de frío tan extrema en la Tierra. ¿Por qué es así? ¿Por qué un breveperiododelahistoriadelaTierrafuetandiferenteatodoslosdemás?

Resulta evidente que dos periodos anteriores de glaciaciones, ambos bienpreservados en el registro geológico, fueronmuchomenos severos. El avance delhielo más antiguo que se conoce, un evento relativamente breve que revelan losdepósitosdetilitaenantiguoscratonessudafricanos,ocurrióhaceunos2900millonesdeaños,amediadosdeleónArqueano.Resultaunmisterioquehaya tardado tantoqueloscasquetesdehielodelaTierraseexpandierandesdelospolos;anteselSoleramuchomenosintenso;durantelosprimeroscientosdemillonesdeañossuradianciaerade70porcientodelaactual,ynopasóde80porcientodurantelaglaciacióndemediadosdelArqueano.ContanpocaenergíaprovenientedelSoldebenhaberestadoen operación otros mecanismos de calentamiento. Muchos científicos apuntan aniveles mucho más altos de gases de efecto invernadero —dióxido de carbono,metanoyunaneblinaanaranjadacompuestaporhidrocarburos—,comoelprincipalsospechoso de ejercer una influencia moderadora. También deben haberdesempeñadounpapelenlamoderacióndelclimalosflujosdecalorqueproveníandelturbulentointeriordelaTierraylasexhalacionesvolcánicas,ambosmayoresqueenlaactualidad.

Resulta irónico que el primer episodio glacial de la Tierra pueda haber sidoproductodeunexcesodegasesdeefectoinvernadero.Sielcontenidodemetanodelaatmósferaseelevó, las reaccionesen loaltode laestratósferahabríanproducidomásymásgrandesmoléculasdehidrocarburosquehabríandotadoalaTierradeunbrumosocieloanaranjado.SiesanieblasehubierahechodemasiadoespesapartedelaenergíadelSolhabríasidobloqueadaylaTierrasehabríaenfriado.

AlrompimientodelsupercontinenteecuatorialKenorland,haceunos2400o2200millones de años, le siguió un segundo y más largo episodio de enfriamiento,marcadoporenormesdepósitosglaciales.Losmodelosatmosféricossugierenquelacreciente erosión y deposición de sedimentos a lo largo de las flamantes costasdevoróbuenapartedeldióxidodecarbonoqueexistía enesemomento.Almismotiempo,elaumentoeneloxígenopresagiabaladesaparicióndelmetanoatmosférico,elotrogasdeefectoinvernaderoimportante.EltenueSol(talvezal85porcientodelosnivelesmodernos)noerasuficienteparamantenerun invernadero taneficiente,asíquecomenzóunlargoperiododefrío.

Nosehaencontradoningúnrastrodeglaciaciónparalossiguientes1400millonesde años —casi una tercera parte de la historia de la Tierra, incluyendo los milmillonesdeaños«aburridos»—.ElclimadelaTierraparecehaberseconservadoenunequilibrionotable,nimuycalientenimuyfrío.Paraexplicarunaépocatanlargade cambios restringidos podemos invocar una letanía de posibles ciclos de


retroalimentación negativa, todos los cuales pueden haber contribuido a la estasis,peroesdifícilprecisarlacausacuandonoexisteningúnefectoevidente.DeloquesípodemosestarsegurosesdequelaTierraalcanzóunmomentocríticohaceunos740millonesdeañosalquesiguióelciclodelaboladenieveeinvernadero.

LasegundaGranOxidación

Elmundo viviente no es insensible a estos cambios globales extremos; durante almenos los últimos 3500millones de años los cambios en la geosfera han afectadoprofundamente la biosfera. Cuando la Tierra se debatía entre sus extremos máscalientesymásfríoslascostascontinentales,expuestasyerosionadas,contribuíanalos ecosistemas costeros con sucesivas oleadas de nutrientes esenciales. Elmanganeso, esencial para la fotosíntesis, era uno de estos minerales vitales. Elmolibdeno (que se usa para procesar el nitrógeno) y el hierro (que se emplea envarios procesos metabólicos) también eran suministrados en abundancia. Pero detodosloselementosquímicoselfósforobienpuedehabersidoelmásimportanteenlosmaresdelNeoproterozoico.Elfósforoesesencialparatodaslasformasdevida.AyudaaformarlacolumnavertebraldelasmoléculasgenéticasADNyARN,estabilizamuchasmembranascelularesydesempeñaunpapelcentralenelalmacenamientoylatransferenciadeenergíaquímicaencadacélula.

La historia del fósforo le fascina a Dominic Papineau, un colega que hizo sutrabajoposdoctoralenelLaboratoriodeGeofísica.ElamableacentodePapineaunotardaenrevelarsusraícescanadiensesfrancesas;supasiónporlasformacionesmásantiguas de la Tierra resulta evidente en cada esquina de su oficina del BostonCollege,rebosantederocas.Lostrozospulidosdeestromatolitosydeformacionesdehierro bandeado son testigos de susmuchas áreas de trabajo de campo en lugaresremotos.

Papineausediocuentadequelatasadecrecimientodealgunosecosistemasestádirectamenterelacionadaconlacantidaddefósforodisponible.Seimaginaunaépocaen la que una cantidad inédita de nutrientes fluía hacia los mares costeros pocoprofundosdelNeoproterozoico.Algunosdelosdepósitosdefósforomásgrandesdelmundo—sedimentos que se depositaron en forma de células ricas en fósforo quemurieronyseasentaronenelfondo—estánconcentradosenlosmismosintervalosdetiempoquelosciclosdeboladenieveeinvernadero.Papineauhaviajadoportodoel mundo —el norte de Canadá, Finlandia, África e India— en busca de estosantiguosestratosdefosforitaparaestudiarsusentornosgeológicosdistintivosysusfascinantescaracterísticasquímicas.

Las proliferaciones de algas provocadas por el fósforo llevaron el oxígenoatmosféricoanuevosniveles,talvezinclusoaconcentracionesrespirablesde15porciento.Pero,paradójicamente,lasaglomeracionesdealgasendescomposiciónquesedepositabanenelfondodelmarhabríanreaccionadorápidamenteconeloxígenode


lacolumnadeaguayhabríandevueltolosocéanosaunestadoanóxicoletal.Así,elresurgimientodelavidatraslaTierraboladenievebienpuedehaberconducidoaunocéanoestratificado,conunacaparicaenoxígenoenlasuperficieyaguasanóxicaspordebajo.DominicPapineautambiénvefuertesparalelismosconlaszonascosterasactuales, en las que grandes oleadas de fosfatos provenientes de las descargas defertilizantes pueden estimular las proliferaciones de algas y zonas anóxicas en lasaguasprofundas.

Yestonostraedevueltaaunodelosprincipioscentralesdelaevoluciónmineral:lacoevolucióndelageosferaylabiosfera.Losmineralescambianlavida,ylavidacambia losminerales. Cuando comencé lamaestría en Ciencias de la Tierra, hacecuatro décadas, la biología parecía ser totalmente irrelevante para la geología. Sepensaba que el gran ciclo de las rocas estaba separado de los ciclos de la vida.Cuandolepreguntéamiasesordetesissidebíatomaruncursodebiologíacomomiúltimamateria optativa,me persuadió de tomar en su lugar un curso demecánicacuántica.«Nuncavasausarlabiología»,measeguró.

Fueunconsejodedudosautilidad,enespecialsiconsideramosqueentodaslasetapasdelaevolucióndelaTierra,delorigendelavidaenadelante,losseresvivoshaninfluidoenlageologíaylageologíaenlosseresvivos.En2006elgeoquímicoMartin Kennedy, de la Universidad de California, campus Riverside, y cuatrocoautores, propusieron un ejemplo novedoso, aunque especulativo, de estacodependencia. Su artículo, «The Inception of the Clay Mineral Factory» («Losinicios de la fábrica deminerales de la arcilla»), apareció en el número del 10 demarzo de la revista Science. Según su ingeniosa tesis, el aumento en el nivel deoxígeno atmosférico, desde una fracción hasta sus niveles presentes, fue aceleradoporretroalimentacionespositivasentrelosmicrobiosylosmineralesdelaarcilla.

Laarcillaestácompuestabásicamentedefragmentosmineralesmicroscópicosdegranoultrafinoqueabsorbenaguay formanmasasviscosasypegajosas.Si algunavezse tehaquedadoatrapadounpieouna llantaenuncharcoprofundodearcillahúmeda,posiblementeesunaexperienciaquenuncaolvidarás.Losmineralesde laarcillaseformanprincipalmenteporerosión,especialmentelaqueocurreacausadealteracionesquímicasproductodecondicioneshúmedasyácidascomolasdefinalesdel Neoproterozoico. Kennedy y sus colegas sugirieron que la rápida erosiónposglacialdeloscontinentesprodujomuchosmásmineralesdelaarcillaqueantesdelostresgrandesciclosdeboladenieveeinvernadero.Esmás,cadaveztenemosmásevidenciasdequelascoloniasmicrobianascomenzaronacolonizarelpaisajecosteromásomenosporestaépoca,ylosmicrobiospuedenserespecialmenteeficientesparatransformarladurarocaenblandasarcillas.

Unade las propiedadesmás sorprendentes de losminerales de la arcillas es suhabilidad de unirse a biomoléculas orgánicas. Un aumento en la producción deminerales de la arcilla habría retirado biomasa rica en carbono, y conforme losmineralesdelaarcillaalcanzaronlosocéanoshabríansepultadoesecarbonoenaltos


montículosdesedimentosfinos.SegúnelescenariodeKennedyelenterramientodecarbonocondujoalaumentodeloxígeno,queaceleróaúnmáslaproducciónquímicademinerales de la arcilla en la tierra, que a su vez condujo a unamayor tasa deenterramientodecarbono.Deaquí sedesprendeque la«fábricademineralesde laarcilla»puedehabercontribuidoenformadirectaalaumentodeloxígenoatmosféricoyalaevolucióndelmundovivomoderno.

Lainvencióndelosanimales

Lasproliferacionesdealgasdurantelasépocasdeinvernadero,conayudadelfósforoy otros nutrientes, contribuyeron a las acentuadas fluctuaciones en el oxígenoatmosférico.Lafábricademineralesdelaarcillapuedehaberamplificadoelefecto.Yasí,haceunos650millonesdeañoseloxígenoatmosféricosehabríaelevadohastacasilosnivelesmodernos.Laelevacióndeloxígeno,asuvez,seharelacionadoconla multiplicación de la vida multicelular compleja, pues organismos como lasmedusasylosgusanossólohabríanpodidoadoptarsusestilosdevida,muyactivosyqueexigengrandescantidadesdeenergía,conaltosnivelesdeoxígeno.Dehecho,elorganismomulticelularmásantiguoqueseconoceapareceenel registro fósilhaceunos630millonesdeaños,precisamentedespuésdelasegundaglaciaciónglobaldeboladenieve.

Para entender el ascenso de la vida animal en la era Neoproterozoica primerodebemos remontarnosmucho antes, hacemás demilmillones de años, a la épocapreviaalosmilmillonesdeaños«aburridos».Laescasaevidenciafósilapuntaalaaparición de una clase de vida unicelular completamente nueva hace unos dosmilmillones de años. Hasta entonces todas las células parecen haber llevado vidasfísicamente separadas, aunquecodependientes.Perohaceunosdosmilmillonesdeaños,segúnunaidearevolucionariaqueLynnMargulisexpusoporprimeravezenelcampus Amherst de la Universidad de Massachusetts, una célula se tragó a otracompleta. En vez de digerir la célula devorada, la mayor se apropió de la máspequeñaenunarelaciónsimbióticaquetransformóparasiemprelavidaenlaTierra.

Margulisesunafuerzacreativayunaintelectualomnívoraquehaconsagradosucarrera científica a entender cómo interactúan y coevolucionan grupos deorganismos; para ella mantener relaciones simbióticas y compartir los inventosbiológicosesuntemaquepermeatodalahistoriadelavida.Susideashanalborotadoalgunosgallineros,enparteporquesedesvíandelavisióndarwinistaortodoxadelaevolucióncomounprocesoqueocurrefundamentalmentepormutaciónyselección.A pesar de las controversias la teoría de la endosimbiosis de Margulis es muypersuasivayhoyendíaseaceptaenformacasigeneral.Lasplantas,losanimalesylos hongos modernos están formados por células conmuchas estructuras internas,comomitocondriasquefuncionancomopequeñasplantasgeneradoras,cloroplastos


que aprovechan la energía del Sol en el caso de los organismos fotosintéticos y elnúcleodelacélula,quecontienelamoléculagenéticaADN.Estosyotros«organelos»delascélulascomplejastienensuspropiasmembranascelularesy,enalgunoscasos,también su propio ADN. Margulis propuso que cada uno de estos organelosevolucionó a partir de células anteriores y más simples que fueron devoradas yfinalmente cooptadas para hacer tareas bioquímicas específicas. Según nuestroscálculos, la transición comenzó hace unos dos mil millones de años y preparó elcaminoparaunavidamulticelularmuchomáscompleja.

Margulis sigue pensando que la evolución de la vida está impulsada por lasimbiosis y por el intercambio de atributos entre organismosmuy diferentes, y hallevado esta idea más allá de la endosimbiosis (con frecuencia a lugares que lacolocan fuera de los saberes establecidos).Unade sus batallasmás recientes,muybien resumida en la conferencia que dictó durante un encuentro de geólogos enDenver,Colorado,essuapoyoaunacontrovertidaideadelbiólogobritánicoDonaldWilliamson.En2009Williamsonpropuso que lasmariposas representan lamezcladel material genético de dos animales muy diferentes, las orugas y las mariposasaladas.La controversia aumentó en intensidadcuandoMargulisusó susprivilegioscomomiembro de la Academia Nacional de Ciencias para abreviar el proceso derevisiónde susparesypatrocinar lapublicacióndeWilliamsonenProceedings, laprestigiosarevistadelaAcademia.Algunosmiembrosseenfurecieronydijeronquela hipótesis era «absurda», más adecuada para elNational Enquirer que para unapublicación científica.Margulis contestó que el artículo deWilliamsonmerece unanálisisyundebateserios.«NoleestamospidiendoanadiequeaceptelasideasdeWilliamson»,dijo,«sóloquelasevalúenconbaseenlacienciayelconocimientoynoenprejuiciosviscerales».

Quiénsabecuálseaelresultadodeesedebate;lociertoesquehoylateoríadelaendosimbiosisdeMargulisesunaideabienestablecida.ParalaeraNeoproterozoicalas células complejas con núcleos y otras estructuras internas estaban bienestablecidas y a punto de trasponer un nuevo umbral simbiótico. Hace más deseiscientosmillones de años los organismos unicelulares aprendieron a cooperar, acongregarse, a especializarse, a crecer y amoverse como colectivo.Aprendieron avolverseanimales.

Lasevidenciasfósilesmásantiguasqueexistendeunecosistemadominadoporlos animales proviene del llamado periodo Ediacárico, que comenzó hace 635millonesdeaños,pocodespuésdelsegundode los tresgrandeseventosdeboladenievedelaTierra.Losprimerosfósilesconpatronesclarossereconocieronenrocasde580millonesdeañosdeedadprovenientesdeEdiacara,enelsurdeAustralia(deahí el nombre). Estos animales blandos, tal vez parientes de las medusas y losgusanos,dejaronmarcasagradablementesimétricas,comosise trataradehotcakesadornados con lindas líneas radiales o elegantes hojas estriadas de hasta 60centímetros de ancho.En todo elmundo se han encontrado desde entonces fósiles


parecidos en rocas de entre 610 y 545millones de años de edad.Una de lasmásnotableses la formaciónDoushantuodelsurdeChina,de633millonesdeañosdeedad y rica en fosfatos, que contienemontoncitos de célulasmicroscópicas que sehaninterpretadocomoóvulosyembrionesanimales.Estasestructuras,quecrecieronenmaressomerosjustodespuésdelaglaciaciónMarinoana,sevenidénticos,hastaenelúltimodetalle,alosembrionesanimalesmodernos.

Parece,pues,queelseverociclodeboladenieve-invernaderoterminódesempeñandoun papel central en la evolución del mundo moderno. Incluso es justo decir quenosotros, los organismos multicelulares, le debemos nuestra existencia a esemomento,hace800millonesdeaños,cuandolaTierraalcanzóunmomentoclimáticocríticotrasmásdemilmillonesdeañosdurantelosqueunsuministroestabledeluzsolar, y de CO2 que la absorbía, la mantuvo templada. Cuando la erosión de losnuevos continentes ecuatoriales consumió rápidamente el dióxido de carbono, y elhieloreflectivodeambospolosseextendióhastaelEcuador,lastemperaturasdelaTierra se desplomaron durante millones de años, hasta que una acumulaciónconstantedeCO2,talvezamplificadaporlarápidaliberacióndemetanodelossuelosoceánicos,desencadenóunefectoinvernaderoigualmenteveloz.

Estos erráticos ciclos de bola de nieve-invernadero revelan, tal vez más quecualquier otro evento en la historia de la Tierra, un planeta fuera de equilibrio. ElindecisoclimadelNeoproterozoicocondujodirectamenteaunaumentoinéditoeneloxígeno atmosférico, una transiciónque abrió brechapara los primeros animales yplantasyparasucolonizacióndeloscontinentes.Conestasinnovacionesbiológicas,laTierraprontosevioinfestadadecosasnuevas:criaturasquenadaban,excavaban,reptaban, volaban y exhibían hábitats y comportamientos más extremos. Con laaparicióndeunaatmósferaricaenoxígeno,hace650millonesdeaños,tú,viajeroeneltiempo,podríashaberteparadoporprimeravezenesepaisajemarcianoyrespirarsu aire sin morir asfixiado. Por primera vez podrías haberte alimentado de cienoverdeytehabríassalvadodeunadosisfatalderadiaciónultravioleta.

Hoy estamos entrando nuevamente en un periodo de dramáticos cambiosclimáticos, y parece que se están estableciendo procesos de retroalimentaciónpositiva.Elhieloglacial,ysussuperficiesreflectivas,seestánderritiendoaunritmoacelerado,ycadavezexponenmásymássuperficieoceánicayterrestre,queabsorbemás y más energía del Sol. Estamos cortando y quemando árboles, con lo queinyectamosmás dióxido de carbono a la atmósfera y reducimos el tamaño de losbosquesqueconsumenCO2.Yloqueesaúnpeor,laliberaciónaceleradademetanodelpermafrostydelhielodelasprofundidadesdelocéanopuedeelevartodavíamáslas temperaturas globales y desencadenar la liberación de aún más metano quetermineinclinandolabalanza.SielpasadodelaTierracontienealgunalecciónparanuestraépoca,lahistoriadelrepentinocambioclimáticoduranteelNeoproterozoicodeberíaserlaprimeraenlalista,porquesibieneseiryvenirentrebolasdenievee


invernaderosabriónuevasoportunidadesparalavidaenevolución,cadaepisodiodeinversiónclimáticabarrióconcasitodoslosseresvivosqueexistían.



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Capítulo10

LaTierraverde

Elsurgimientodelabiosferaterrestre

EdaddelaTierra:de4000a4500millonesdeaños(losúltimos542millonesdeaños)

La tectónica de placas salvó a la Tierra de sí misma. El interior de la Tierra enconvecciónprovocó, lentamenteperosinparar,queelextensocontinenteecuatorialRodinia se rompiera en fragmentos más manejables. Las masas continentalescomenzaron a viajar hacia los polos y liberaron la región del Ecuador de tierrascubiertas de hielo, lo que contribuyó a moderar el extremoso ciclo de bola denieve-invernadero.Lasnuevasyabundantesalgasfotosintéticastambiénayudaronaatenuar las salvajes fluctuaciones de dióxido de carbono y a aumentar lasconcentracionesdeoxígenohastanivelescercanosa losmodernos.LaTierranohavuelto a soportar excesos de temperatura global como los que experimentó en laépocaanterioraleónFanerozoico.

Duranteestosúltimos542millonesdeañossehanoperadoalmenoscincotiposdistintos de cambio en la Tierra. Los continentes siguieron moviéndose: primerocerraronunocéanoparaformarotrogransupercontinente,yluegoserompieronparaformar el océano Atlántico, que sigue en crecimiento. El clima ha fluctuado decalienteafríoyderegresomuchasveces,aunquenuncahaalcanzadolosextremosdelNeoproterozoico.Eloxígenohadisfrutadountercereventodeenriquecimiento,seguido por un descenso a lamitad de esos niveles y luego un nuevo rebote. Losniveles del mar también han cambiado repetidamente y han remodelado


dramáticamentelascostasdelaTierra.Losregistrosgeológicosrevelanincontablesdescensos y caídas, algunos de cientos de metros. Pero la transformación másespectaculardetodaseslavida,quehacambiadoyevolucionadoenformaradicaleirreversible. Y a lo largo de todas estas alteraciones, la vida y las rocas hancoevolucionado.

La Tierra siempre ha sido un planeta cambiante, pero la historia del eónFanerozoiconosresultamásclara,yporlotantonospareceproporcionalmentemáselaboraday sutil en susvariaciones,gracias aun registrogeológicomás extensoymenos alterado. La clave de esta fecunda historia es una abundancia de fósilesexquisitamentepreservados,comoconsecuenciadelareciéndescubiertahabilidaddela vida para fabricar partes duraderas: dientes, conchas, huesos y madera. Losanimales y las plantas resultaron ser particularmente sensibles a los cambios en elentorno superficial de laTierra, así que sus restos fosilizados dejan registro de lossucesivos episodios de adaptación. Los microbios son capaces de resistir casicualquier tormenta; esa resiliencia, aunada a sus formas sencillas—nomuy útilespara identificarlos— y su escasez en el registro fósil significan que no puedereconocerse ninguna extinción demasas en las rocas del Precámbrico, cuando losmicrobioseranreyes.PeroeleónFanerozoicoesunahistoriatotalmentedistinta.

Así,durantelosúltimos542millonesdeañosvemoslaTierrabajounaluznueva:nocomounplanetaquecambiaparsimoniosamentealolargodedecenasocientosdemillonesdeaños,sinounmundoenrápidaevoluciónyenelquecadalapsodecienmilaños resultavisiblementedistintode losanteriores.Estoesasí enparteporquetenemosunregistromásdetallado,perotambiénporqueeslanaturalezadelavida.Losanimalesylasplantas,enespeciallascriaturasquecolonizanlatierra,respondenrápidamente a sus ciclos: o evolucionan a toda velocidad omueren. Y cuando lasviejasespeciesdesaparecen,aparecennuevasparatomarsulugar.

Todoelmundoesunescenario

Durante losúltimos550millonesdeaños loscontinentes,encontinuomovimiento,siguieronofreciéndolealaevolucióndelaTierrayasucadavezmásdiversabiotaun escenario cambiante. Entendemos bien los rasgos generales de la historia, unaobrabastantesimpleentresactos.

Primer acto: el inicio del periodo Cámbrico, hace 542 millones de años, seencontróconqueRodinia,elsupercontinentedelProterozoico,estabarotoenvariosgrandestrozosdispersos.Elfragmentomásgrande,queseextendíadesdeelpolosurhastamás alládelEcuador, era el extenso continenteGondwana,bautizadoasí porunaregióndeIndiaqueharesultadomuyreveladoraentérminosgeológicos.Todosloscontinentesaustralesdelaactualidad,asícomounbuenpedazodeAsia,estabanhechosunrevoltijoenestamasaterrestregigantequemedíacasi13milkilómetros


denorte a sur.Otros continentes pos-Rodinia, todosubicados en el hemisferio sur,incluíanelnúcleodeLaurencia(loquehoyesAméricadelNorteyGroenlandia)yotras grandes islas (incluyendo buena parte deEuropa). El hemisferio norte estabadominado por un océano global, prácticamente desprovisto de tierra. Durante lossiguientes250millonesdeañoslasplacastransportarontodosloscontinenteshaciaelnorte.LaurenciacrecióamásdeldobledesutamañocuandosefusionóprimeroconloqueseconvertiríaenEuropayluegoconunabuenapartedeSiberia.

Segundoacto:haceunostrescientosmillonesdeañosGondwana,quesedirigíaalnorte,chocóconLaurenciaparaformarelsupercontinentemásreciente,Pangea.UnadelasconsecuenciasgeológicasmásespectacularesdeestafusiónentreGondwanayLaurencia fuequesecerróel antiguomarquedividíaAméricadelNorteyÁfrica,una colisión que hizo nacer los montes Apalaches. Hoy los Apalaches, que seextienden desde Maine hasta Georgia, parecen una cadena montañosa más bienbenignayredondeada.Estatopografíasuaveyonduladahablaconelocuenciasobreelpoderdelaerosión,pueshacetrescientosmillonesdeañossuspicosescarpadosde10 u 11 kilómetros de alto —y aún en ascenso— rivalizaban con los Himalayasactuales como lasmontañasmásgrandes en lahistoriade laTierra.Pangea erauncontinente asimétrico, pues concentraba casi toda la tierra firme del planeta en unsololado,trescuartaspartesdelacualseubicabanenelhemisferiosur.Durantecienmillones de años Pangea estuvo rodeada por el superocéano Pantalasa (un nombremuyapropiado,queengriegosignifica«todomar»).

Tercer acto: hace 175millones de años comenzó a abrirse el océanoAtlántico,cuando la granmasa de tierra pangeana comenzó a fragmentarse en siete pedazosprincipales. Primero se separaron Laurencia y Gondwana y formaron el incipienteAtlánticonorte,ylacrecientedivisióncontinentalseprolongóaúnmáshaciaelnorteyelsureste.LaAntártidayAustraliasesepararondeGondwanaysedirigieronhaciaelsur,paraformarsuspropiasislascontinentes.UnaenormegrietaentreAméricadelSurylacostaoestedeÁfricadioorigenalAtlánticosur,eIndiaseseparódelacostaestedeÁfricaycomenzósuviajedecincuentamillonesdeañoshaciaelnorte,paraeventualmenteestrellarsecontraelcontinenteasiáticoyprovocarunaabolladuraquellamamoslosHimalayas.

Alolargodesuextensahistoriacadaunodelosjugadorescontinentalescorriódeaquíparaallá,formósociedadesyluegolasrompió,comosisetrataradeundramahumano. Resulta muy útil ver cómo se desarrolla esta danza global: sólo escribe«animaciones de Pangea» en Google, y recuerda, cuando las veas, que estoscontinentes en movimiento impusieron también otros cambios en la Tierra. Elaumento en la extensión de las costas hizo que la vida proliferara en las aguassomeras.Lasmasaspolaresocasionaronelcrecimientodeespesasplacasdehielo,loqueasuvezdisminuyóelniveldelmar.Sobre lasgrandesmasas terrestres lavidaevolucionóinmersaenunaduracompetencia,peroestaevolucióncontinuóenformaindependiente en los continentes aislados o en los mares separados por grandes


extensiones.Laubicacióndelascadenasmontañosasylosocéanosalteróelclima.AlolargodelahistoriacadaunodelosgrandesciclosdelaTierrahaafectadoatodoslosdemás,ylosiguehaciendo.

¡Laexplosiónanimal!

Durantemiles demillones de años la cantidad de vidamicrobiana en la Tierra hafluctuado en respuesta al clima, los nutrientes, la luz solar y otros factores. Haynuevas evidencias, en forma de sedimentos depositados en mares someros, quesugieren que las grandes proliferaciones de algas de finales del Neoproterozoicofueronmásqueunoscuantosparpadeospasajeros.Porprimeravezlasalgasverdesfotosintéticasdesarrollaronnuevasestrategiasparahallarunlugarseguroenlatierrapantanosa,yloscontinentesfinalmentecomenzaronatenerunpocodeverdeenlasorillasenvezdeunnaranjaoxidado,estilomarciano,contraelocéanoazul.Cuandoaumentólaconcentracióndeoxígenoatmosféricotambiénlohizolacapadeozonodelaestratosfera,labarreracontralaradiaciónqueprotegelasuperficiesólidadelaTierradelosletalesrayosultravioletadelSol.Estaburbujaprotectorafueunpreludioesencial para que surgiera una biosfera terrestre viable compuesta por plantasfirmementeenraizadasyporanimalesquesemovíanlibrementeporlasuperficie.

Resulta extraño que a la vida animal le tomara otros cien millones de añosconquistarlaTierra.Durantemuchotiempolamayorpartedelainnovaciónbiológicaocurrióenlosmaressomeroseiluminadosporluzsolar.Durantecuarentamillonesdeañoslasmedusasylosgusanospluricelularesparecenhaberdominadolosocéanosposglaciales.Unsinnúmerodeanimalesdecuerposblandos,yporlotantoraravezconservadosenelregistrofósil,sealimentabandelosresiduosquecaíanalfondodelmaryseescondíanenlosrecovecosdelosdepósitosmineralesconstruidosporsusancestros microbianos. Durante decenas de millones de años parece haberprevalecidounstatuquoecológico.

Haceunos530millonesdeañosunextraordinariotrucoevolutivovinoaromperpara siempre ese statu quo: muchos tipos de animales aprendieron a construir suspropios caparazones a partir deminerales duros.Nadie está segurodequéprodujoeste acontecimiento evolutivo, aunque la vida ya llevaba unos cuantos miles demillones de años depositando estratos minerales en los estromatolitos, esasestructuras similares a arrecifes.De algúnmodo, en algún lugar, tras la glaciaciónGaskiers hace 580millones de años un animal desconocido desarrolló el exquisitotrucodefabricarsuspropiaspartesdurasprotectorasapartirdemineralescomunes,engeneralcarbonatodecalcioosílice.Esteinventosignificómuchoenlaluchaporla supervivencia, pues los depredadores preferían devorar un bocado de cuerpoblandoquegastar energía rompiendounduroexoesqueletomineralizado.Prontoelnombredeljuegoerahacertupropioesqueletoomorir.Elregistrofósilqueresultó


es de una riqueza sorprendente, y marca un momento en el que los estratossedimentariossellenaronderestosdeseresvivos,unaépocaquehasidobautizadala«explosión»delCámbrico.

Explosiónesunnombreengañoso.Nosetratódeunatransformaciónrepentina;tuvieronquepasarmillonesdeañosparaquela«biomineralización»segeneralizara.Unascuantasesponjasconespinasendurecidaspreservadasen laformaciónricaenfósilesdeDoushantuoen laprovinciadeGizhou,enelsurdeChina,puedenhaberaprendido el truco hace 580millones de años.Hace unos 550millones de años, afinalesdelperiodoEdiacárico,variascriaturasparecidasagusanoshabíanaprendidoa construir en el fondo del mar, a partir de minerales de carbonatos, refugiosprotectoresconformadetubo.

Laprimera faunaconcaparazónqueesposible reconocer—pequeñay frágil—aparecepor todo elmundo en rocas deunos535millonesde años. (RecuerdoquecuandoeraestudiantehiceunviajedecampomuyespecialaNahant,enlacostadeMassachusetts, alnortedeBoston,para recolectar estos fósiles inusuales.El frescoaire del mar, las olas que rompían en la pintoresca costa rocosa, las magníficasnubecitas blancas y el océano azul, todo era memorable… los trozos de fósileserosionados,apenasvisiblesasimplevista,noloerantanto).

Laverdadera«explosión»ocurrióunos cuantosmillonesde añosdespués, haceaproximadamente530millonesdeaños,cuandoaparecieronenescenatodaclasedeanimalesconcaparazón.Yaesto lesiguióunacarreraarmamentistaevolutiva.Losdepredadores acorazados y las presas acorazadas alcanzaron tamaños cada vezmayores.Aparecierondientesygarras,asícomoplacasóseasprotectorasyafiladasespinasdefensivas.Losojossevolvieronobligatorioseneldespiadadomundodelosocéanos paleozoicos, rebosantes de vida. Vivieron y murieron incontablesgeneraciones de criaturas con caparazón, y sus bioesqueletos de carbonatoscontribuyeron a formar inmensas capas de caliza resistente que han decorado laTierradurantelosúltimosquinientosmillonesdeaños:elmundoestásalpicadoporformidables crestas y acantilados de carbonatos repletos de fósiles que dominan elpaisaje endocenasdepaíses, forman lospicosmás altosde lasMontañasRocosascanadiensesylosblancosacantiladosdeDover,einclusorematanlacimadelmonteEverest.

DetodaslasinnovacionesevolutivasdelCámbricolasmásapreciadasylasmásfotogénicassonunascriaturasdegrandesojosllamadastrilobites.Aquítengoquedarunaadvertencia:adoroalostrilobites.Desenterrémiprimerespécimencasicompletonomuy lejosde la casadondecrecí, enCleveland,Ohio, cuando tenía seiso sieteaños, y desde entonces los colecciono. Hoy mi tesoro consta de más de dos milpiezas, que doné al museo Smithsonian. (Puedes ver algunos de los mejoresespecímenes en la sala Sant Ocean del NationalMuseum of Natural History). Demodoquemeconfiesoparcial.

Aunqueelsurgimientodelabiomineralizaciónfuegradual,hace530millonesde


añoslosseresvivosconpartesdurasyaparecenestarportodoslados.Enestratotrasestratoderocasedimentaria,encualquierregióndelmundoseconservantodaclasede trilobites con muchas patas y almejas estriadas, conchas de braquiópodos conaspecto de nueces y delicados briozoos con forma de abanico, esponjas porosas ycoralesparecidosacuernos.EnsecuenciasderocadesdeMontanahastaMarruecospuedestocarconlamanolacapaexacta—latajadaprecisadehistoria—enlaquerealmentedespegóeldeslumbranteinventodelabioarmadura.

Uno de los lugares más impresionantes para estudiar la súbita transición deanimales de cuerpos blandos a animales con caparazón se encuentra cerca delhistóricopueblooasisdeTiout,anidadoenlasfaldasdelasespectacularesmontañasAnti-Atlas en el occidente deMarruecos. Allí, miles de metros de sedimentos decarbonatos expuestos, que se elevan casi verticales para formar las escarpadasparedes del valle del río Souss, proveen un registro continuo desde el fin delEdiacárico hasta comienzos del Cámbrico. Capa tras capa, la delgada calizacafé-rojizaestácompletamentedesprovistadefósilesconocidos.Puedescaminarunkilómetroporellechodegravadelrío,queestásecolamayorpartedelaño,ynovermásquealgunaseñalocasionaldeunamadrigueradegusano.

Ydepronto,enunacapadecalizaqueseencuentraenunacolinasobreelpueblo—un horizonte que, visto a la distancia, no parece diferente a los que hay antes odespués—aparecenlosfósiles.ElantiguoEofallotaspis,talvezelmásantiguodelostrilobites,marca el comienzode la explosión cámbrica.En capas que están a pocadistancia sobre este estrato histórico (es decir,más jóvenes), se encuentran nuevasespecies: las características formas elípticas, de cinco centímetros de largo, deChoubertellayDaguinaspis.Estaúltimaespeciees,pormucho,lamáscomún,perounodelosafloramientosmásproductivosyaccesiblesseencuentrajustoalamitadde la tumbadeunsanto,unsitiomusulmánsagrado.Lapequeñaestructurablanca,rematadaporundomo,estárodeadaporunapareddepiedrabajarepletadetrilobites.No sevemuybienque losgeólogosvisitantes saquen sumartilloy su cincelparadesacraresetranquilolugar.Losniñosdellugar,sinembargo,parecenestarexentos,ygolpeanlasventanillasdelosautosparaquelosturistaslescomprensus«bichosdeTiout».

«¡Oiga,señor,ciendirhams!».Unosdocedólares.Noregateo.Loscomprotodos.

Cambiodefacies

Durante muchos años mis afanes como coleccionista de fósiles se limitaron a losbichos.Esmuydifícilexagerarlaemociónquesesientealpartirendosunapiedrayencontrarseconuntrilobitecompletoensuinterior.Lospescadoresdebensentirunaexcitaciónparecidacuandopicaungranpez,ylosjugadoresdepókercuandoreciben


un full house; a mí me llega cuando encuentro un animal exquisito que llevaquinientosmillonesdeañosocultodentrodeunapiedra.

Durante años esta cacería fue suficiente. Luego, ya avanzadosmis estudios deposgrado,enlaprimaverade1970,tomémiprimercursodepaleontologíadeverdadconelvenerableRobertShrock.DurantecasicuatrodécadasBobShrockdioclasesenelMIT,ydurantecasiveinteaños, tras la segundaguerramundial,dirigióallí eldepartamento de geología y geofísica. Era un gigante en el campo, con muchaspublicaciones clásicas, tal vez lamás notable de las cuales era el Index Fossils ofNorthAmerica,unmonumentalcompendiofotográficodelasespeciescaracterísticasdecadaintervalogeológicodesdelaexplosióndelCámbrico.

RobertShrockteníauntalentonaturalcomoprofesoryunasonrisaamable.Susclasesestabanllenasdehumorydeunapasióndescaradaporsuprofesión.Enseñabaenunestiloavuncular,narrandoalegreshistoriasdeépocaspasadas.Noscontósobreel descubrimiento casual (a lomos de caballo) de Burgess Shale, en la ColumbiaBritánica,unsitiode505millonesdeañoscuyosincomparablesfósilesdeanimalesde cuerpos blandos se hicieron famosos gracias al libro de Stephen Jay GouldWonderful Life (La vida maravillosa). Gould describió los encantadores fósiles deranaqueseencontraronpreservadosenelfinocienodepositadodentrodeuntocónde trescientosmillonesdeañosenJoggin,en lacostaoccidentaldeNuevaEscocia(las ranitas saltaban dentro de los tocones huecos, pero no podían volver a salir).Dibujó vívidas imágenes de la vida hace noventa millones de años, cuando unenormemarinteriorcubríalasquehoysonlasgrandesplaniciesdelmediooestedeEstadosUnidos,unmarenelquelosreptilesmonstruososylosamonitesparecidosacalamarescompetíanporlasupremacía.

Porunaextrañacasualidad,miesposa,Margee(entoncesunaestudianteavanzadaenelWellesleyCollege),yyo terminamossiendo losúltimosdosalumnosdeBobShrock. En la primavera de 1970 las protestas estudiantiles contra la guerra deVietnam se tornaron violentas; las clases se interrumpieron y algunas propiedadesfuerondestruidas.Comohabíamuchasdistracciones los administradoresdelMIT ledieron a los estudiantes la opción de tomar cursos de «aprobar o reprobar» parasaltarse los exámenes finales. Margee y yo éramos los únicos dos alumnos quebuscábamosun títuloenpaleontología.Nuestroagotadorexamen final,queShrocknosaplicópocoapocoa lo largodeunasemana,consistióen identificar todos losespecímenesdesconocidosquehabíaenunabandejaconcienfósilesyluegodibujarlosespecímenesamano.Admitoquedibujardelnaturalesunaexcelente formadepulir tus capacidades de observación, pero yo no era para nada un artista. Cadaboceto a lápiz era una minipesadilla; el examen duró una eternidad y utilicé másgomasdelasquepuedorecordar.

Ésa fue la última clase de paleontología de Bob Shrock. El nombramiento delfamososismólogoFrankPresscomodirectordeldepartamento,en1965,produjouncambio de guardia y un rápido viraje hacia una aproximación a las ciencias de la


Tierramáscuantitativaybasadaenlafísica.Dibujarfósilesamanoestabafueradelugar en ese mundo moderno en el que la tectónica de placas transformaba loscurrículosigualquetransformabaloscontinentes.

Inspiradosporesaúltimaclase,Margeeyyopasamosmuchos finesde semanaacampando en sitios cercanos ricos en fósiles. Durante los siguientes añosrecolectamos helechos fósiles en el sur deMassachusetts, corales en el noreste dePensilvania, braquiópodos en el este deNuevaYork y trilobites en el noroeste deVermont. El curso de Shrock nos había enseñado a ver los fósiles en un contextonuevo. Cada tipo de roca y cada conjunto de fósiles nos narraba historias deecosistemasantiguosydiversos.

Aprendimosquesiempreseestánformandodiferentestiposderocas—diferentesfacies—,cadaunaenunlugardiferenteyadiferenteprofundidadbajoelagua.Lasareniscas son las que se forman más cerca de las playas, en zonas de mareairregularesysomeras.Estasrocascontienenpoblacionesdealmejasresistentesydecaracolesfósilesarmadosdegruesoscaparazones,capacesdesoportarelgolpeteodeloleaje. La caliza, en contraste, representa antiguos arrecifes coralinos, así quecontiene una rica variedad de animales: crinoideos al acecho, estrellas de mar,caracoles, braquiópodos y otros grupos que prosperan en las lagunas protegidas eiluminadas por la luz solar. Los muchos trilobites elegantes que vivieron en losecosistemas de arrecifes tienden a tener grandes ojos que podían abarcar los 360grados de su entorno. Más lejos de la costa los esquistos negros se acumulanlentamente en las profundas aguas oscuras; su fauna suele incluir organismosfiltradores y trilobites ciegos, animales muy diferentes de los que vivieron en laszonasfóticassomeras.

Sicadaafloramientodibujalaimagendeuntiempoyunlugar,unasecuenciaderocasapiladasunasobreotranoscuentaunahistoriadecambio.Algunassecuenciasparticularmente dramáticas de tipos de rocas estratificadas suelen encontrarseasociadas con depósitos de carbón muy valiosos (y por lo tanto, muy bienestudiados). El carbón, que se formó en grandes cantidades en las zonas costeraspantanosas hace trescientos millones de años, suele encontrarse entre capas dearenisca, que a su vez yace entre capas de esquistos. Esta secuencia —esquisto,arenisca,carbón,esquisto,repetidaunayotravez—revelacambiosimportantesenelniveldelosocéanos,quedescendíanyseelevabanyvolvíanadescender,talvezenrespuesta a la retirada y el avance de los casquetes polares y los glaciares. Unaconclusión inevitable esquedurantecientosdemillonesdeaños losnivelesde losocéanosfluctuaroncontinuamentecientosdemetros.

Para loshumanosmodernos,connuestras inmensasciudadescosterasynuestraenorme infraestructura playera, la altura de los océanos (que sólo cambia con losciclos de las mareas) parece ser un aspecto inalterable del planeta. Es difícilimaginarseuncambiodetresmetros,muchomenosunodecientosdemetros.Peroelregistrosedimentariorecienteesmuyclaroaesterespecto.Alolargodelasúltimas


decenas de miles de años los océanos han estado a niveles cincuenta metros porarribaycienpordebajodelosnivelesactuales.Noexisteningunadudadequeestoscambios van a volver a ocurrir y alterarán radicalmente las formas de las costascontinentales.Éstaeslahistoriaquecuentanlasrocasysusecosistemasfósiles.

LavidaenlaTierra

LatransformaciónterrestremásdramáticaenlahistoriadelaTierrasólopudoocurrirtraselsurgimientodelasplantasterrestres,unainnovacióndelaquesetienenoticiagracias a resistentes esporas microscópicas fósiles muy características que seencuentran en rocas de hasta 475 millones de años de edad. Aunque no se hanencontradofósilesdelavegetacióndeesaépoca,queeradelicadaysedescomponíafácilmente, es probable que esas primeras plantas verdaderas se parecieran a lashepáticasmodernas,descendientesrastrerasysinraícesdelasalgasverdesquesólopodían sobrevivir en lugares bajos y húmedos. Por un lapso de más de cuarentamillonesdeaños las esporas resistentes a ladescomposición,que se encuentranenformacionesde rocasalrededordelmundo,constituyen laúnicaevidencia físicadelasplantasterrestres.Laevolucióndeestosaguerridospionerosverdesparecehabersidocontinuaperolenta.

Haceunos430millonesdeañosuncambioimportanteenladistribuciónglobaldeesporasfósilesindicaunamarcadatransformaciónenladistribucióndelasplantasterrestres.Durantelossiguientestreintamillonesdeañoslasesporasdehepáticassevolvieron menos abundantes, y aquellas similares a los musgos modernos y a lasplantas vasculares simples se volvieron dominantes. Las rocas de este intervalo enEscocia, Bolivia, China yAustralia también contienen los fósilesmás antiguos deplantas propiamente dichas que resultan incontrovertibles, restos fragmentarios delicopodiosyotrasplantasquesesospechaquesonparientesdelasplantasvascularesmodernas(aquellasqueposeenunsistemainternodetuberíasllenodeagua).Afaltadelargossistemasderaíces,estasplantitasregordetassehabríanresignadoacrecerenáreasbajasyhúmedas.

El registro fósil mejora con el tiempo, conforme las primeras plantas seextendieron y se volvieron más fuertes. Hace cuatrocientos millones de años lasplantasvascularesprimitivashabíancomenzadoacolonizarregionesantesdesiertasalo largoyanchodelplaneta.Seveíancomoarbustosenminiatura, alargadosy sinhojas,contallosyramasverdosas,fotosintéticasyhambrientasdesolqueapenasseelevaban unos centímetros del suelo. Sus raíces podían penetrar con eficiencia elsuelorocoso,dondeservíancomofuertesanclas,ylaaccióncapilardistribuíaelaguaalaspartesaltasdelaplanta.

A pesar de su evidente importancia para la colonización de la tierra, durantemucho tiempo las plantas fosilizadas han ocupado un segundo lugar, detrás de los


trilobitesylosdinosaurios.Losanimalestienenestilosdevidamásdinámicoscomodepredadoresypresas,yparecensermásvariadosenformasyencomportamiento.Másparecidosanosotros.Además,lasplantasfósilestiendenaserfragmentarias;engeneral se encuentraunahojaoun tallo aislado,un trozode cortezaounpocodemaderaconunpatróncaracterístico.LasplantascarecendeloqueelpaleobotánicoKevinBoyce,delaUniversidaddeChicago,llama«laagradablematerialidaddelasalmejas»,ysinembargotienenmaravillosashistoriasquecontar.

ConocíaKevinenelaño2000,cuandoeraunentusiastaycreativoestudiantedeposgrado en Harvard y colaboraba con Andy Knoll en la búsqueda de nuevosmétodosparadesentrañarlashistoriasquecuentanalgunosdelosfósilesdeplantasmás antiguos de la Tierra. Kevin, lector voraz y escritor talentoso, tiene una granhabilidad para contar historias; es esa clase de científico que puede hacer que lahistoria de las plantas resulte cautivadora. Pero para poder contar nuevas historiassobrelasplantasmásantiguasdelaTierra,Kevinnecesitabaobtenernuevostiposdedatossobrelasplantasfósiles.AndymandóaKevinalLaboratoriodeGeofísicaparaque aprendiera técnicas microanalíticas para encontrar elementos, isótopos ymoléculas, que nunca antes se habían aplicado en forma sistemática a las plantasfosilizadas.

Nuestroprimerproyectoconjuntodeinvestigaciónseconcentróenlosfósilesdeplantas, extremadamente bien conservados, del sílex deRhynie, enAberdeenshire,Escocia,decuatrocientosmillonesdeañosdeedad.LavegetacióndeRhyniesesalvóde descomponerse cuandomanantiales termales cercanos cubrieron sus tejidos conaguasricasenminerales,loquesellóherméticamenteyenparteremplazólamateriavegetalconsílicefino.HaceunsiglolosgeólogosdescubrieroncantosdeestesílexenunapareddepiedradelpueblitodeRhynie.Huboqueexcavarmuchoparapoderencontrar y extraer un tramo de roca firme. Los especímenes de sílex de Rhyniesiguen siendo muy valiosos y muy difíciles de obtener, pero Kevin Boyce tuvoacceso,enHarvard,aviejascoleccionesformadasporespecímenestangrandescomounpuñoyaseccionesderocapulidadeunoscincopordiezcentímetros,cortadasenlajas muy delgadas y montadas en vidrio, en las que la anatomía de la planta—inclusolosdetallescelulares—puedeestudiarseconayudadeunmicroscopio.Estosfósiles revelan fragmentos de un paisaje extraño, al mismo tiempo familiar yprofundamentedesconocido,cubiertodeplantascon troncosyramas,cadaunacontallosverdesfotosintéticosperosinhojas.

Hace algunas décadas los esfuerzos por extraer información de los fósiles deplantasdeRhynieresultabanabsolutamenteheroicos.Habíaqueprepararcientosdesecciones delgadas, cada una de las cuales ofrecía una vista bidimensional de uncomplejoobjetotridimensional.Imagínatequetomastuflorfavorita,lasumergesenresinaopacayluegotratasdereproducirlaformadelaflorcortandolaresinaentirasdelgadas y procurando reensamblar el conjunto. Esto es lo que los pionerospaleobotánicosteníanquehacerconlosfósilesdeRhynie,yloqueencontraronfue


un conjunto diminuto de plantas alargadas, extrañas y sin hojas, los ancestros denuestromundoverde.

KevinBoycetomóladecisiónderevisitarelsílexdeRhynieparaobtenernuevainformación sobre la antigua flora de la Tierra. Su estrategia era analizar nuevasseccionespulidasdelosfósilesdeRhynie,másomenosdeltamañodeunamonedade 25 centavos. Usamos una microsonda electrónica, una máquina que dibuja ladistribución de los elementos químicos que se encuentran sobre una superficie derocapulida, talcomonuestrasseccionesdesílexmontadasenvidrio,que leresultamuy conocida a los mineralogistas pero que casi nunca usan los paleontólogos.Esperábamosdescubrir si sehabíapreservadoalgodelmaterialvegetaloriginal.Eltrucoeracalibrarlamicrosondaparaencontrarcarbono,unelementomáscomúnenlosseresvivosqueenlasrocasduras.Yestuvimosencantadosdeencontrarquelosfósilesdel sílexdeRhynieestán repletosdecarbono,yuncarbono isotópicamenteligero, que es una señal convincente de su origen biológico. La distribución decarbono destacó las características estructuras tubulares de estas plantas vascularesprimordiales.Nuestroprimerartículosobreelmapeoanivelcelulardeunavariedaddeantiguasplantas fósiles,entreellas losextraños tallosy lasesporasvegetalesdeRhynie,aparecióenProceedings,delaAcademiaNacionaldeCiencias,en2001.

El siguientepasodeKevin fue comprobar si podíaobtener alguna informaciónbiomolecular de los fósiles. ¿Seríamos capaces de encontrar algún fragmentomolecularquehubierapertenecidoalostejidosvegetalesoriginales?KevinBoyceseconcentróenunmisteriosoorganismoparecidoaunárbol,deochometrosdealto,llamadoPrototaxites, quehacecuatrocientosmillonesdeañoseraelhabitantemásgrande de tierra firme que conocemos. Los fósiles de este organismo resultanenigmáticos porque parecen carecer de las mismas estructuras celulares de otrasplantas, mucho más pequeñas, con las que coexistieron. Sus «troncos», por elcontrario, parecen haber estado compuestos por estructuras tubulares densamenteentretejidas.ConayudademiscolegasdelLaboratoriodeGeofísicaMarilynFogelyGeorge Cody, Boyce pudo extraer y analizar lo que claramente eran fragmentosmolecularesdevariosespecímenesdePrototaxites,queresultaronsermuydiferentesde los de otras plantas fósiles de la época. Su conclusión fue extraordinaria:Prototaxites fue un hongo gigante, tal vez la seta más grande en la historia de laTierra.

La investigación de Kevin Boyce refuerza las conclusiones de la comunidadpaleobotánica:hacecuatrocientosmillonesdeañoselpaisajedelaTierrafinalmentese había vuelto verde, pero en una forma totalmente extraña. Algunas plantasramudas y parecidas a arbustos compartieron el planeta con enormes hongossemejantesaárbolesyalgunospequeñosinsectosyanimalessimilaresalasarañas.

Seinventanlashojas


Hace cuatrocientos millones de años podrías haber sobrevivido bastantecómodamente sobre la Tierra. Había mucho oxígeno y agua. Existía alimento enforma de plantas y bichos. Se podía conseguir refugio bajo los paraguas de losPrototaxites.Peroelpaisajetehabríaparecidodelomásextraño.Habíatallosverdesyramasverdesportodoslados,peroniunasolahoja.

Dehecho, la invenciónde lasprimerashojitas capacesdeatrapar energía tomódecenas de millones de años más; resultó ser una transformación que elevó lasapuestasenlaluchaevolutivadelreinoanimalporconseguirluzsolar.Laplantamásaltaconlashojasmásgrandesteníaunaventaja,ydeahíprovienelaevolucióndeloshelechos,consuaspectodeabanico,de lasestructurasramificadasyde lossólidostroncosdemadera.Hace360millonesdeañosyahabíanaparecidolosbosques,unnuevoecosistema totalmente terrestre.Porprimeravez en lahistoriadel planeta elsueloeradecolorverdeesmeralda.

Enuntemaqueseharepetidounayotravez,lasrocascoevolucionaronconestanuevavidaverde.Elsurgimientodeplantasterrestresderápidocrecimiento,algunasde las cuales alcanzaron enormes alturas, tuvo profundas consecuenciasmineralógicas. Las tasas de erosión de muchas rocas superficiales, entre ellas elbasalto, el granito y la caliza, se acrecentaron en un orden de magnitud comoconsecuenciade la acciónde las raícesyde sus rápidasestrategiasdedegradaciónbioquímica.Lossuelosresultantes,ricosenmineralesdearcillas,materiaorgánicayunamultitud demicroorganismos, se hicieronmás profundos ymás extensos, y leofrecieronalasplantasmásgrandesyaloshongosunhábitatencontinuaexpansión.

Los sistemas de raíces, aunque ocultos a la vista, evolucionaron también enformas extraordinarias: entre sus innovaciones más importantes estuvo el nuevoconjuntoderelacionessimbióticasqueseestablecióentrelasraícesdelasplantasyenormes redes de filamentos fungales llamados micorrizas. Esta sorprendenteestrategia evolutiva afecta a la granmayoría de las plantas que ves hoy en día; dehecho,muchastiendenacrecermalensuelosquecarecendeesporasdehongos.Loshongosmicorrizales extraen con gran eficiencia los fosfatos y otros nutrientes delsueloyselosentreganalaplanta,queasuvezleproporcionaaloshongosunadietaestabledeglucosa, rica en energíayotros carbohidratos.Esdifícil imaginarse estageometríasubterránea,perolaenormeredqueformanlasraícesdelosárbolesylosfilamentosfungalesbajotierraconfrecuenciaesmuchomásgrandequeelárbolquevemossobreella.

Conforme las plantas comestibles se dispersaron por el paisaje, también losanimales experimentaron algunos profundos avances evolutivos. Los invertebrados—los insectos, las arañas, los gusanos y otras criaturas pequeñas— fueron losprimeros exploradores de la Tierra. Los vertebrados, que aparecieron en forma depeces primitivos sin mandíbula hace unos quinientos millones de años,experimentaronmásdecienmillonesdeañosdeevoluciónenlosocéanosantesdeemprendersusprimerosintentostitubeantesdecolonizartierrafirme.Haceunos420


millones de años aparecieron feroces peces acorazados con mandíbulas hechas deplacas de hueso; los tiburones cartilaginosos y los peces óseos, que nos resultanmucho más familiares, aparecieron y se diversificaron a lo largo de los veintemillones de años siguientes. Pero la tierra firme seguía estando totalmentedesprovistadevertebrados.

Hacepoco sedescubrieron enChinahuesos fósilesdepecesquevivieronhace395 millones de años y que nos ofrecieron pistas sobre la primera transiciónevolutiva,delospecesconaletasalosanimalesterrestresdecuatropatas.Durantealmenosveintemillonesdeaños lospecescoquetearoncon losambientescosteros,aveces someros y a veces secos. Unos cuantos peces desarrollaron pulmonesprimitivosyseaventuraronapasarmásymástiempoentierrafirme,perotuvieronque pasar muchos millones de años antes de que los primeros animales óseos sesintieran totalmente como en casa respirando oxígeno. Los huesos fósiles másantiguosqueseconocendeunanimalterrestredecuatropatas,unpezquecaminabaconunospiessemejantesaaletas,provienenderocasquetienenunos375millonesdeañosdeedad.

Durante las últimas dos décadas —un periodo fructífero que ha vistoespectacularesdescubrimientospaleontológicosdesdeChinahastaPensilvania—sehacomenzadoaentenderlatransicióngradualdepecesaanfibios.Algunosnuevoshallazgos de fósiles apuntan a un intervalo de treintamillones de años en los queaparecieron formas intermedias, cada vez más adaptadas a la tierra, pero que aúnconservabanrasgosanatómicosclaramenteparecidosalosdelospeces.Losprimerosanfibios verdaderos aparecieron hace unos 340 millones de años, a la mitad delperiodo Carbonífero, una época en la que en las zonas bajas de todo el mundoprosperaban los bosques pantanosos. Estos animales terrestres primitivos, que secaracterizabanportenercráneosanchosyaplanadosyestarequipadosconpatasmuyseparadas, pies con cinco dedos, oídos adecuados para escuchar en el aire y otrasadaptaciones terrestres, eran claramente diferentes de sus ancestros peces. Para elperiodo Carbonífero la superficie sólida de la Tierra había alcanzado, por primeravez,unaaparienciasorprendentementemoderna,condensosbosquesverdespobladosdealtoshelechosparecidosaárboles,pantanosfríosyhúmedosypradosexuberantesdondehabitabauncrecienteelencodeinsectos,anfibiosyotrascriaturas.Ygraciasalaprofundainfluenciadelavida,lasrocasylosmineralessuperficialesdelaTierratambiéndesarrollaronunadiversidadyunadistribuciónparecidasalasmodernas.

Esto no quiere decir que el planeta haya alcanzado un estado de estasis. Losclimasfluctuaron,lassequíasylasinundacionesabrumaronlatierraylosocasionalesimpactos de asteroides y las erupciones de supervolcanes le provocaron a la vidaalgunostraumasdelosqueesperamosjamássertestigos.PerolaTierraysubiotahanprobadounayotravezquesonresistentesaestasafrentas.Lavidasiempreencuentraunaformadeadaptarsealascircunstancias,cualesquieraquesean.


LaterceraGranOxidación

Haceunos trescientosmillonesdeaños losbosquesde laTierraprosperaban.Ydehechoseproducíayquedabasepultadatantabiomasaenformadehojasquecomenzóaformarseunnuevotipoderoca,elcarbónnegro,ricoencarbono,quesurgíacomoresultado de la compactación de las gruesas masas de plantas muertas. Unaconsecuencia de este secuestro de carbono orgánico fue una nueva elevación deoxígeno atmosférico, igual que ocurrió antes, durante el evento de oxidación delNeoproterozoico.Esteaumentoeneloxígenofuegradual;pasóde18porcientodelaatmósferahace380millonesdeañosa25porcientohaceunos350millonesdeaños,yhastaunextraordinario30porcientoomáshace300millonesdeaños.Dehecho,segúnalgunoscálculoselcontenidodeoxígenodelaatmósferasedisparóhastamásde35porciento,bienporarribadelosnivelesmodernos.Yestascifrasextremasnoson meras suposiciones: existen hermosos especímenes de ámbar (resina de árbolfosilizada) del Carbonífero que preservan antiguas burbujas de atmósfera que aúncontienentreintaporcientodeoxígenoomás.

Elaumentoeneloxígenotuvoconsecuenciasbenéficasparalavidaanimal.Quehubieramásoxígenoqueríadecirquehabíamásenergíayque losanimalespodíanmantener índices metabólicos mayores. Algunas criaturas aprovecharon elempujoncito y crecieron… mucho. El ejemplo más dramático son los insectosgigantes, entre ellos las libélulas monstruosas, con alas de 60 centímetros deenvergadura.Elaumentoeneloxígenotambiénmejoróladensidaddelaatmósferaehizo que volar y planear resultara mucho más fácil. Sin duda, otros animalesmigraron a zonas altas previamente inhabitables cuyo aire, ahora más denso, eraposiblerespirar.

Durante un lapso de decenas de millones de años la vida floreció en elsupercontinentePangea.Elclimaerabenévoloy los recursosabundantes,y lavidaevolucionó sin preocupaciones.Perohace251millonesde años la vida colapsó enformabastanterepentinaymisteriosa,enlaquehasidolaextinciónmáscatastróficaenlahistoriadelaTierra.

LaGranMortandadyotrasextincionesmasivas

Durante los últimos 540millones de años el registro fósil ha venido aumentando.Estonoshabladeunderrochedeinventosbiológicos:aparecieroncientosdemilesdeespecies conocidas de corales y crinoideos, braquiópodos y briozoos, almejas ycaracoles, por no mencionar el inmenso número de animales microscópicos. Losespecialistascalculanque seconocen20mil especiesdistintasde trilobites,ycadaañosedescribendocenasmás.DadoquelostrilobitessólohabitaronlaTierraduranteunos180millonesdeaños(entre430y250millonesdeañosantesdenuestraera),el


promedioesdeunanuevaespeciedetrilobitecadapocosmilesdeaños.Sitomamosencuenta toda la ricadiversidaddevida fósil,durantequinientosmillonesdeañosdebenhaberaparecidonuevasespecies,enpromedio,cadasiglo.

Loquenoresultataninmediatamenteobvioapartirdelregistrofósilsonalgunosterriblesepisodiosdemuertemasiva,laextinciónsúbitademillonesdeespecies.Lascosasnuevassonrelativamentellamativas,ylospaleontólogosnosoninmunesalatentación de describir «la primera» o la «más antigua» aparición de un taxónimportanteodeunrasgoparticular.Laprimeraplanta,elprimeranfibio,laprimeracucarachaylaprimeraserpiente(aunqueconpatitastraserasvestigiales),todosestoshallazgos fósiles han sido noticia. Un artículo reciente incluso proclamó eldescubrimientodelpenemásantiguoqueseconoceenlaTierra(yquelepertenecióaunaarañade400millonesdeañosdeantigüedad),otrohallazgoextraordinariodelsílexdeRhynie.

Peroenelregistrofósilesmásdifícilreconoceraquelloquesepierde.Entenderlas extinciones requiere catalogar la diversidad fósil capa por capa, intervalo detiempo por intervalo de tiempo, a todo lo largo del planeta. Varias décadas deesfuerzohansidorecompensadasconladocumentacióndecincograndesextincionesmasivas,cincoépocasinfernalesdurantelosúltimos540millonesdeañosenlasquela Tierra ha sufrido la pérdida de más de la mitad de sus especies. Conforme seacumulanlosdatosempiezaaparecerquepuedenhabersucedidohastaotrosquinceepisodiosdeextinciónmasiva,sibienmenosseveros.

Noresultafácildocumentarlapérdidarepentinadeespeciesapartirdelregistrofósil.Acausadelosmuchosavancesyretiradasdelosocéanos,laaperturayelcierrede mares someros, la reducción en la velocidad de la sedimentación durante losperiodosdefríoylaspérdidasirreversiblesdebidasalaerosión,elregistrogeológicoestá parchado e incompleto, comouna enciclopedia a la que le hubieran arrancadomuchaspáginasalazaryalaquelefaltaranvolúmenescompletos.Tambiénesdifícilobtener las edades exactas de los estratos y hacerlas concordar con las de lasformaciones en lugares opuestos del planeta. Así que la desaparición de cualquiergrupodeanimalespodríareflejar,simplemente,unaomisiónunpocomáslargaenelregistrogeológico.Sinembargo,conformecrecenlasbasesdedatosdefósilesylospaleontólogosde todoelmundocomparannotas, lasmayoresextinciones tiendenadestacarsobreeltelóndefondodelavidaylamuertecomunesycorrientes.

ElfindelaeraPaleozoica,hace251millonesdeaños,fuetestigodelaextinciónmásgrandedetodas.Secalculaqueel70porcientodelasespecies terrestresyuncolosal 96 por ciento de las especies marinas desaparecieron; este catastróficoacontecimiento global se llama la Gran Mortandad. La Tierra no vio, ni antes nidespués,ladesaparicióndetantascriaturas(incluidoslostrilobites).

Los científicos no se han puesto de acuerdo sobre las causas de la GranMortandad. Sin duda no tuvo una sola causa sencilla, como el impacto de unasteroidegigante,niocurriótodaalmismotiempo,sinoquepuedenhaberconvergido


muchosacontecimientosquese retroalimentaronentresí.Paraempezar, losnivelesde oxígeno habían comenzado a descender rápidamente de su máximo de 35 porcientoduranteelCarbonífero;hace251millonesdeañosapenassealcanzaba20porciento,queessuficienteoxígenoparaquesobrevivalavidaanimalcompleja,peroeldescenso puede haber añadido una causa de estrés para los animales que habíandesarrollado metabolismos más exigentes. El fin del Paleozoico también vio unepisodiodeenfriamientoglobalyunapequeñaglaciacióndurantelacualunagruesacapadehielocubrióelpolosurdePangea.Ungrandescensoenlosnivelesdelmar,por lo tanto,habríaprovocadounestrés adicional al exponer lamayorpartede lasplataformas continentalesdelmundo.Lasplataformas continentales son la biosferamásproductivade losocéanos,asíque lapérdidadeunagranpartedeestaszonascosteras somerashabría limitadoel crecimientode losarrecifesdecoralydeotrosecosistemasacuáticosdeaguaspocoprofundasmuydiversos,loqueasuvezhabríaestrechadotodaslasredesalimenticiasdelocéano.

ElvulcanismoagranescalaqueocurrióafinalesdelaeraPaleozoicayquecasicoincidióexactamenteconlaextinciónmasivahace251millonesdeañosrepresentauna perturbaciónmás de la biosfera de la Tierra, otro ejemplo de influencia de lageosferasobrelabiosfera.EnSiberia,unaprolongadamegaerupciónquearrojócasidosmillones de kilómetros cúbicos de basalto, uno de los eventos volcánicosmásgrandes de la Tierra, debe haber puesto en gran peligro el medio ambiente delplaneta.DurantecientosdemilesdeañoslasoleadasdecenizasypolvovolcánicosdebenhaberreducidolacantidaddeenergíadelSolquealcanzabalasuperficieysinduda exacerbaron cualquier glaciación. La exhalación de enormes cantidades decompuestos tóxicos de azufre debe haber provocado la caída de lluvia ácida y unmayordeterioroambiental.

Por si todas estas agresiones ambientales no hubieran sido suficientes, algunoscientíficosapuntanalcolapsodelacapadeozonocomootroposiblefactordeestrésenlamayorextinciónmasivadelaTierra.Algunasesporasfósilesmutantesqueseencuentran en rocas del final del Paleozoico en todo elmundo, desde laAntártidahasta Groenlandia, ofrecen una evidencia interesante, si no es que una pruebaincontrovertible. Tal vez las emisiones volcánicas de Siberia desencadenaron en loaltodelaatmósferareaccionesquímicasquemermaronlacapadeozonoyabrieronunaventanaparalaradiaciónultravioletamutagénica.

Cualquieraquehayasidolacausa,laGranMortandaddejóunenormeagujeroenlabiodiversidaddelaTierra.Elplanetatardótreintamillonesdeañosenrecuperarse,pero lo consiguió. Y, en un tema que se ha repetido tras todos los eventos deextinción, lapérdidaseconvirtióenoportunidad.Unanuevaera, laMesozoica,viocómoevolucionaronnuevasfaunayfloraparallenarlosnichosvacantes.

¡Dinosaurios!


Uneditormuyexitosomesugirióunavezquesiqueríavendermontonesdelibrosdecienciateníaqueescribirsobreunodelosdostemasmáspopulares:agujerosnegrosodinosaurios.(Eleditorhastaincluyólaspalabras«agujerosnegros»eneltítulodeunodemislibros,quenoteníaabsolutamentenadaqueverconagujerosnegros).

Así que aquí los tienen. Los dinosaurios aparecieron en escena hace unos 230millones de años, como beneficiarios de la extinción masiva de finales delPaleozoico.Estos fascinantes reptiles empezarondespacio, pero se diversificaronyradiaron a todos los nichos ecológicos a lo largodemásde 160millones de años.Tras laGranMortandad, los dinosaurios compitieron codo a codo con los grandesanfibios durante un tiempo, pero otro importante evento de extinción hace 205millonesdeaños,quecoincidióconotromegavolcán,barrióconcasitodoslosdemásvertebrados,yleabriópasoaunaexplosióndedinosaurios.

LosdinosauriossonlosmiembrosmásllamativosycarismáticosdelafaunadelaeraMesozoica,peronosonlosúnicos.Losfósilesmáscomunesdelaépocason,pormucho, unos cefalópodos marinos de conchas elegantemente enrolladas llamadosamonites.Sinohubieracrecidocercaderocaspaleozoicasricasentrilobites,sinoenlas tierras mesozoicas de Dakota del Sur, probablemente habría coleccionadoamonites. Sus conchas son de una belleza extraordinaria, de simetría espiral ysuperficies iridiscentes. Estos cefalópodos segmentados, parientes lejanos de losnautilus, exhiben en el caparazón unos adornos exquisitos llamados suturas, quealguna vez separaron cada cámara interior de la siguiente. A diferencia de lostrilobites, loscaparazonesdeamonitesnopuedenayudarnosa imaginarnosal restodel animal: sus enormes cabezas protuberantes, con grandes ojos y diez tentáculosconventosas,desaparecieronhacemucho.Loúnicoquequedaeselhogarblindadodeunacriaturaqueenrealidaderamuchomásinteresante.Durante160millonesdeañoslosamonitesevolucionaronysediversificaronenlosmaresdelMesozoico.

La eraMesozoica también fue testigo de otros avances biológicos importantes.Durante ella aparecieron las primeras plantas con flores. También los primerosmamíferos verdaderos. Y como ocurrió en cualquier otro lapso importante de lahistoria de la Tierra, hubo muchos cambios en la geografía y la topografía queacompañaronlasnovedadesenelmundoviviente.Pangeacomenzóafragmentarseynació el océano Atlántico. Los niveles de oxígeno atmosférico siguieron cayendo,hasta alcanzar un peligroso 15 por ciento, y luego rebotaron nuevamente hasta elnivelactual,de21porciento.Losnivelesdelmarcayeronyseelevaronunayotravez, aunque no existen evidencias de ninguna glaciación importante durante elMesozoicoysindudaningunaquerivaliceconlaquediofinalPaleozoico.

Ahoraadelantemoslapelículahastallegara65millonesdeañosatrás,aunodelos peores días en la historia de la Tierra.Un asteroide que se calcula debe habertenido unos 10 kilómetros de diámetro chocó contra la Tierra, cerca de la actualpenínsuladeYucatán.Elimpactoprodujounépicomegatsunamiquebarrióelglobo,seguidopor enormes incendiosquequemaroncontinentes completos.Los cielos se


cubrieron de inmensas nubes de roca evaporada y la fotosíntesis se detuvoprácticamenteporcompleto.Estetraumacósmicoparecehabergolpeadoaunmundoqueyaestabaenpeligro.ComounecodelaextincióndefinalesdelPaleozoico,esposible que una gran serie de erupciones volcánicas en India llevaran cientos demillonesdeañosmodificandolaatmósferadelaTierraydebilitandosusecosistemas.Enotroeco,undescensoimportantedelniveldelmarparecehaberexpuestobuenapartede laplataformacontinentalporaquellaépoca, loquedebehaber trastornadolas redes alimentarias del océano y tal vez acabó con las miles de especies deamonites que existían, con excepción de ocho. No resulta obvio cuáles fueron lasrazonesparaestecambioenelniveldelmar,porqueenesaépocanoocurrióningunaglaciación. Algunos científicos especulan que las dorsales mesoatlánticas sevolvieron menos activas y provocaron un enfriamiento, una contracción yeventualmenteunhundimientodetodoelfondodelmar.

Seacualfueralacausa,individualogrupal,todoslosdinosauriosseextinguieron,conexcepcióndeunaligamenor:lasaves.Tambiénmurióelúltimodelosamonites.Elescenarioestabalistoparalosmamíferos.Estospequeñosvertebradosparecidosaroedores se habían adaptado cómodamente a la compañía de sus hermanosdinosaurios,másgrandes (yque, por lo tanto, estaban condenados aperecer), y susupervivenciaa laextincióndefinesdelMesozoicolespermitióobtenerposicionesencasitodoslosnichosecológicos.Adiezmillonesdeañosdelmegavolcánindioydel impacto del asteroide que coincidió con éste, los mamíferos se habíandiversificado;en15millonesdeañosmáshabíanevolucionadolosancestrosdelasballenas,losmurciélagos,loscaballosyloselefantes.

AsífuecomolasextincionesmasivasdesafiaronydepuraronlavidaenlaTierra.Los últimos 540 millones de años han visto este ciclo una y otra vez. Pero ¿quépasaba en épocas anteriores? ¿No hubo extinciones masivas hace más de 540millones de años? Los paleontólogos están perplejos. Antes de la explosión delCámbrico casi no había fósiles diagnósticos que registrar. Para obtener estadísticassobre las extinciones se requieren cantidades importantes de organismoscaracterísticos, como dinosaurios y trilobites; hace 540 millones de años esosorganismos sencillamente no existían. Casi podemos estar seguros de que la vidamicrobiana experimentó periodos de trauma y de pérdida de especies; debe haberhabido impactos de asteroides enormes y episodios de vulcanismo destructivo queesterilizarongrandesextensionesdelasuperficieterrestre.Sinduda,lavidaenfrentógrandespeligrosdurantelosepisodiosdeboladenieve,talveztambiéndurantelasglaciaciones.Puedenhaberocurridocientosdeextincionesmasivasqueseremontanal origenmismo de la vida, pero es posible que el registro fósil del Precámbrico,irregularymicroscópico,nuncanoslodiga.

Laeradelhombre


Loshumanosnohemosexistidodurantemásde99.9porcientode lahistoriade laTierra.Nosomosmásqueunpestañeoenlahistoriadenuestroplaneta.

ElrecienteorigendelHomosapienspuederastrearsehastaunosseresparecidosalos roedores que sobrevivieron al asteroide errante, del tamaño de la isla deManhattan, que chocó contra el planeta hace 65millones de años.A unos cuantosmillonesdeañosdeladesaparicióndelosdinosaurioslosmamíferoshabíanradiadohacia los nichos ecológicos vacíos, a los campos y las selvas, las montañas y losdesiertos,elairey losocéanos.Ysinembargo, losúltimos65millonesdeañosnohansidofáciles.Muchosdeestosmamíferos,extrañosymaravillosos,murieronenotrasextincionesmasivashace56,37y34millonesdeaños,porcausasqueaúnnoconocemos.

Loshumanosdescendemosdelossobrevivientesdelaúltimadeesascatástrofes.Losmonos, los grandes simiosynosotros tenemosun ancestro común, unprimateque vivió hace unos treinta millones de años. Los primeros homínidos, la familiaevolutivaque incluyea losprimatesquecaminanerectos, surgióhace talvezunosochomillonesdeañosenÁfricacentral.

Mientras tanto, el resurgimiento en las glaciaciones, que comenzó hace unosveintemillones de años, ha aumentado en intensidad y en frecuencia. Durante losúltimos tresmillones de años el hielo se ha extendido desde los polos para cubrirgrandesfranjasdetierraenlaszonasaltasalmenosenunasochoocasiones,einclusoha alcanzado el medio oeste de Estados Unidos. Aunque estas glaciaciones nuncafueron tan extremas como los episodios de la Tierra bola de nieve que losprecedieron, cada una estuvo acompañada por un drástico descenso de cientos demetrosenelniveldelmar.SeformaronpuentesdehieloqueunieronAsiayAméricadelNorteypermitieronquetodaclasedemamíferosmigraranalnuevomundo,entreellosmamuts,mastodontesyeventualmentetambiénhumanos.

Estas glaciaciones pueden haber conducido a otro sorprendente giro evolutivo.Segúnunainteresanteteoríalastemperaturasfríasfavorecenlasupervivenciadelascríasquepermanecenmáscercadesusmadresdurantelargosperiodos,asícomodelascríasconcabezasgrandes(mientrasmásgrandeeslacabeza,menoreslapérdidade calor).Las cabezasgrandes tienen cerebrosgrandes, ypasarmás tiempocon lamadresignificaquehaymástiempoparaaprender.Talveznoseaunacoincidenciaque el primer humano, Homo habilis u «hombre que fabrica herramientas»,aparecierapocodespuésdeunadeestasgrandesglaciaciones,hace2.5millonesdeaños.

A lo largo de losmiles de años que han transcurrido desde entonces, al grupohumanolehatocadoresistiryadaptarsealoscambioscontinuos.Alavancedelhielole siguieron periodos «interglaciales» inusualmente templados; a las sequías lessiguieron inundaciones; a las grandes retiradas de losmares les siguieron avancesigualmentegrandes;porsuertelamayorpartedeestosciclosfuegradualyocurrióalo largo de muchas generaciones, así que los humanos nómadas tuvieron mucho


tiempo para viajar y para sobrevivir. Estas adaptaciones son uno de los muchosejemplos recientes de la forma en que la vida responde a los cambios de nuestroplaneta.

De hecho, los últimos quinientosmillones de años han sido testigos de lamásextraordinaria interacción entre la vida y las rocas, una coevolución que siguefuriosamentesucursoenlaeradelhombretecnológico.Haceeoneslasrocas,elaguayelairedieronorigenalavida.Lavida,asuvez,fabricóunaatmósferarespirableyuna tierra verde y segura. La vida convirtió las rocas en suelo que a su vez haalimentado nueva vida y se ha convertido en hogar de una diversidad siemprecrecientedeflorayfauna.Alolargodelahistoriadelplanetaelaire,losocéanos,lossuelosylatierrahansidomodeladosporlospoderesdetransformacióndelaTierra:elpoderde la luzsolarydelcalor internodelplaneta, lamagiadelagua,elpoderquímicodelcarbonoydeloxígeno, la incesanteconvecciónde lasprofundidadesylasperturbacionesqueéstaprovocaenlacortezaenformadeterremotos,volcanesyeltránsitoincesantedelasplacascontinentales.Nuestraespecie,situadaenmediodetodas estas fuerzas,haprobado ser resistente, astutay adaptable.Hemosaprendidotrucostecnológicosquenospermitentransformarelmundoavoluntad:extraemossusmetalesdelasminasylosrefinamos,fertilizamosycultivamossussuelos,desviamosy explotamos sus ríos, extraemos y quemamos sus combustibles fósiles. Peronuestrosactostienenconsecuencias.Siprestamosatenciónalosdinámicosprocesosqueocurrenennuestrohogarplanetario,nosdaremoscuentadequenopasaundíaenelquenoexperimentemostodaslasfacetasdesusfuerzascreativasinterconectadas.Asíescomologramosentenderlomaleablequepuedeserelmundo,lodevastadoresquepuedensersuscambiosyloprofundamenteindiferentequeesanuestrasfugacesaspiraciones.



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Capítulo11

Elfuturo

Escenasdeunplanetacambiante

EdaddelaTierra:lospróximos5000millonesdeaños

¿Elpasadoeselprólogodelfuturo?ParalaTierralarespuestaessíyno.Comohaocurridoenelpasado,laTierraseguirásiendounplanetadeincesantes

patronesdecambio.Elclimasevolverámáscálido,luegomásfrío,unayotravez.Volverán las glaciaciones, así comoépocasde extremos tropicales.La tectónicadeplacas seguirá llevando y trayendo continentes por todo el planeta, abriendo ycerrandoocéanos.Losimpactosdeasteroidesgigantesylosmegavolcanesvolveránatrastornarlavida.

Pero habrá cambios nuevos,muchos de ellos tan irreversibles como la primeracortezadegranito.Desapareceráparasiempreunsinnúmerodeespecies.Todosestáncondenados: los tigres, los osos polares, las ballenas jorobadas, los pandas, losgorilas.Esmuyposiblequeloshumanostambiénmuramos.

HaymuchosdetallesdelahistoriadelaTierraquenoconocemos,yquetalveznopodamosconocer.Perolaricahistoriadenuestroplaneta,delamanodelasleyesnaturales,nosdaunaideadeloqueleespera.Empecemosconellargoplazoyluegoacerquémonosmásymásalaépocamoderna.

Elfinaldeljuego:dentrodecincomilmillonesdeaños

La Tierra se encuentra casi amedio camino de su destrucción inevitable. Durante4500millonesdeañoselSolhabrilladoenformaconstanteysehaidohaciendounpocomásluminosoalolargodeltiempo,conforme«quema»suenormeprovisiónde


hidrógeno;yseguirágenerandoenergíanuclearmediante lafusióndehidrógenoenhelio durante otros cincomil millones de años (más omenos). Es lo que hace lamayorpartedelasestrellas.

Pero el hidrógeno se agotará, eventualmente. Cuando algunas estrellas máspequeñasalcanzanestaetapasencillamenteseextinguen,seencogenyemitenmuchamenos energía que antes. Si el Sol hubiera sido una «enana roja» la Tierra habríaestadodestinadaaconvertirseenuncubodehielo.Silavidahubierasobrevividoapesarde todo,se limitaríaaunoscuantosmicrobios resistentesqueviviríanbajo latierra,allídondepersistieraunpocodeagualíquida.

PeroelSolnovaamorirdeformatanlamentable,porqueposeesuficientemasapara tener un plan nuclear de respaldo. Recuerda que todas las estrellas debenmantenerdosfuerzasopuestasenequilibrio.Porunlado,lagravedadjalalamasadelaestrellahaciaadentro,parahacerunaesfera lomáspequeñaposible.Porelotrolado, las reacciones nucleares de la estrella, como si se tratara de una secuenciacontinuadeexplosionesdebombasdehidrógenoensuinterior,empujanhaciaafueraytratandehacerlamásgrande.EnsumajestuosaetapaactualdequemadehidrógenoelSolhaalcanzadoundiámetroestablede1400000kilómetrosaproximadamente,que es el tamaño que ha tenido durante 4500millones de años y seguirá teniendodurantecincomilmillonesdeañosmás.

Nuestraestrellaes losuficientementegrandecomoparaquecuando laetapadequema de hidrógeno finalmente termine comience una nueva y frenéticamenteenergéticaetapadequemadehelio.Elhelio,subproductodelasreaccionesdefusióndelhidrógeno,puedefusionarseconotrosátomosdehelioparafabricarelelementocarbono,peroestanuevaestrategiasolartendráconsecuenciascatastróficasparalosplanetasinteriores.Lasreaccionesdeheliosonmásenergéticas,demodoqueelSolse hinchará más y más, como un globo supercalentado, para convertirse en unapalpitante estrella gigante roja. Crecerá más allá de la órbita del pequeño planetaMercurioy lodevorarápor completo.Sehincharámás alláde laórbitadenuestrovecinoVenus, y tambiéndevorará anuestroplanetahermano.Crecerámásde cienvecessudiámetroactual,másallá,incluso,delaórbitadelaTierra.

Los detalles exactos del fin de la Tierra no son muy claros. Según algunosescenarios pesimistas, el Sol gigante rojo hará que la Tierra se evapore dentro laatmósfera solar, y ahí acabará la cosa.En otrosmodelos el Sol pierdemás de unatercera parte de sumasa actual a causa de unos vientos solares inimaginablementepoderosos(quebarreríancontinuamentelasuperficieinertedelaTierra).CuandoelSolsevolvieramenosmasivo laórbitade laTierrasealejaría, talvez losuficientecomo para evitar que el planeta fuera devorado. Pero aunque no alcanzara aaniquilarnoseseSolenexpansión, todoloquequedaríadenuestrohermosomundoazul sería un tizón ennegrecido y desértico. Algunos ecosistemas microbianosdispersospodríanperseverarbajolasuperficieporotrosmilmillonesdeaños,perolatierranuncavolveríaaserlasuperficieverdeyexuberantequealgunavezfue.


Elmundodesierto:dentrodedosmilmillonesdeaños

Inclusoensuestadoactual,enelquequemasuhidrógenotranquilamente,elSolseestáhaciendomáscalientemuypoquitoapoco.Alcomienzo,hace4500millonesdeaños,elSolbrillabacon70porcientodesuluzactual.LaGranOxidación,hace2400millones de años, encontró un Sol que tal vez brillaba con 85 por ciento de suintensidadactual.YdentrodemilmillonesdeañoselSolseráaúnmásbrillante.

Durante un tiempo, tal vez varios cientos de millones de años, los ciclos deretroalimentación de la Tierra pueden haber moderado este cambio. Más calorsignificamás evaporación, que producemás nubes, que a su vez reflejanmás luzsolar hacia el espacio. Más calor significa que las rocas se erosionan másrápidamente,locualconsumemásdióxidodecarbono,quereducelascantidadesdegasesdeefectoinvernadero.AsíquelosciclosderetroalimentaciónnegativapuedenmanteneralaTierrahabitableporunlargotiempo.

Pero llegará un punto de quiebre. Marte, que es más pequeño, alcanzó esemomentocríticohacemilesdemillonesdeaños,cuandoseevaporócasitodaelaguade su superficie. Dentro de mil millones de años los océanos de la Tierra habráncomenzadoaevaporarseaunritmoalarmante,ylaatmósferasehabráconvertidoenunsaunaperpetuo.Noquedaráncasquetespolaresniglaciales,pueshastalospolosse convertirán en zonas tropicales. La vida puede seguir prosperando en esteambientedeinvernaderoporunlapsodemuchosmillonesdeaños,peroconformeelSol siga calentándose y entre más vapor de agua a la atmósfera, el hidrógeno seperderá a tasas cada vezmás aceleradas, y el planeta se irá resecando lentamente.Cuandotodoslosocéanossesequen,talvezdentrodedosmilmillonesdeaños, lasuperficiedelaTierraseráundesiertoardienteydesnudo;lavidaestaráalbordedelprecipicio.

NovopangeaoAmasia:dentrode250millonesdeaños

Ladestrucciónde laTierra es inevitable,pero faltamucho,mucho,mucho tiempo.Las proyecciones hacia un futuro menos remoto nos muestran la imagen, másbenigna,deunplanetadinámicoperorelativamenteseguro.Siqueremosasomarnosaloquesucederáenunoscuantoscientosdemillonesdeaños,elpasadoes,enefecto,claveparaentenderelfuturo.

La tectónica de placas seguirá desempeñando un papel central en latransformación de la Tierra. Hoy los continentes se encuentran dispersos; anchosocéanos separanAmérica, Eurasia yÁfrica,Australia y laAntártida entre sí. Peroestasmasasterrestresestánenmovimientoconstante,aritmosdeaproximadamentedosotrescentímetrosalaño,esdecirunosmilkilómetroscadasesentamillonesdeaños.Siestudiamos laedadde losbasaltosdel fondooceánicopodemosestablecer


vectoresbastanteprecisosparacadamasaterrestre.Elbasaltoqueseencuentracercadelasdorsalesmesoceánicasesmuyjoven,a losumodeunoscuantosmillonesdeañosdeedad.Porelcontrario,elbasaltodelosmárgenescontinentalesydelaszonasde subducción puede tener más de doscientos millones de años de edad. Resultabastante sencillo tomar las edades de todos estos fondos oceánicos, reproducir lapelículadelatectónicadeplacashaciaatráseneltiempoyobtenerunvistazodelacambiantegeografíacontinentaldelaTierradurantelosúltimosdoscientosmillonesdeaños.Conesainformacióntambiénpuedenproyectarselosmovimientosdeplacasmásdecienmillonesdeañosenelfuturo.

Dadas sus trayectorias actuales alrededor del globo, parece que todos loscontinentes se dirigen hacia otra colisión.Dentro de 250millones de años (más omenos) casi toda la tierra del planeta formará una vezmás un supercontinente, unlugar que algunos geólogos clarividentes ya bautizaronNovopangea. Sin embargo,aúnsedebateladisposiciónexactadeesamasadetierra.

Determinar la forma de Novopangea tiene su maña. Es fácil tomar losmovimientoscontinentalesactualesypredecirloquesucederádentrodediezoveintemillonesdeaños:elAtlánticosehabráensanchadovarioskilómetrosyelPacíficosehabráencogidootrotanto.Australiasehabrámovidohaciaelnorte,endirecciónalsurdeAsia,yAntártidasehabráalejadounpoquitodelPoloSur, tambiénhaciaelsur de Asia. África se dirige lentamente hacia el norte y algún día cerrará elmarMediterráneo. En unas cuantas decenas demillones de añosÁfrica habrá chocadoconelsurdeEuropa,yenelprocesohabrácerradoelMediterráneoyelevadounacordillera montañosa tan grande como los Himalayas que hará que los Alpes, encomparación, se vean diminutos. Así que el mapa del mundo dentro de veintemillonesdeañosnosparecerá familiar, peroalgodistorsionado.Llevar a caboesteprocesoesmásomenoscerteroparalospróximoscienmillonesdeaños,ylamayorparte de losmodelos arrojan geografías delmundo similares, en las que el océanoAtlánticosuperaalPacíficocomolamasadeaguamásgrandedelaTierra.

Peroapartirdeahílosmodelosdivergen.Unaescueladepensamiento,llamadaextroversión, asume que el Atlántico seguirá abriéndose y que el continenteamericano eventualmente se estrellará contraAsia,Australia y laAntártida.En lasúltimasetapasdelarmadodeestesupercontinente,AméricadelNortellegadesdeelesteparacerrarelPacíficoychocarcontraJapón,mientrasqueAméricadelSurviajahacia el sureste en el sentido de las manecillas del reloj para envolver la parteecuatorialdelaAntártida.Resultasorprendentelobienquetodaslaspartesparecenencajarentresí.SecalculaqueNovopangeaseráunaenormemasadetierraqueseextenderádeesteaoestealolargodelEcuador.

Laconjeturacentraldelmodelode laextroversiónesque lasgrandesceldasdeconveccióndelmantoquesubyacena losmovimientosde lasplacaspermaneceránmásomenossincambios.Lavisiónalternativa,llamadaintroversión,sesitúaenelextremoopuestoalinvocarciclospasadosdeaperturaycierredelocéanoAtlántico.


LasreconstruccionesdelosúltimosmilmillonesdeañossugierenqueelAtlántico(ounocéanosimilarubicadoentreAméricayeloestedeEuropa,ademásdeÁfricaenel este) se ha abierto y cerrado tres veces en un ciclo de unos cuantos cientos demillonesdeaños,unresultadoquesugierequelaconveccióndelmantoesvariableyepisódica. El registro geológico revela que hace 600 millones de años losmovimientos de Laurencia y de otros continentes formaron al predecesor delAtlántico, llamado el océano de Jápeto (bautizado así en honor del titán griegoJápeto, padre de Atlas). El océano de Jápeto se cerró cuando se reunió Pangea.Cuandoesesupercontinenteempezóarompersehace175millonesdeañosseformóelocéanoAtlántico.

Según los defensores de la introversión (tal vez sea mejor no llamarlosintrovertidos),elAtlántico,todavíaenexpansión,seguiráunpatrónidéntico:enunoscienmillones de años reducirá su paso, se detendrá ymeterá reversa.Luego, unosdoscientosmillonesdeañosdespuésdeeso,AméricavolveráachocarconEuropayÁfrica.ParaentoncesAustraliaylaAntártidaestaránpegadasalsurestedeAsiaparaterminarde formarel supercontinente«Amasia».Estagranmasade tierra,conunaforma parecida a una L acostada, usa las mismas piezas del rompecabezas deNovopangea,peroahoraconAméricaenelladooccidental.

Por el momento ambos modelos de supercontinentes, la extroversión y laintroversión,parecentenersuspropiosméritosysiguenenlajugada.Ysinimportarel resultado de este amigable debate, todos concuerdan en que la geografía de laTierradentrode250millonesdeañosseráradicalmentediferentedelaactual,perotendráunecodelosviejostiempos.Elagrupamientopasajerodeloscontinentesalaaltura del Ecuador reducirá el impacto de las glaciaciones y de los cambiosmoderados en los niveles delmar.Allí donde los continentes choquen se elevaránmontañas, cambiarán los patrones del clima y de la vegetación y fluctuarán losniveles atmosféricos de dióxido de carbono y de oxígeno. Estos cambios seguiránsiendocentralesparalahistoriadelaTierra.

Impacto:lospróximoscincuentamillonesdeaños

Unaencuestarecientesobrelasformasmásprobablesdemorirsituólosimpactosdeasteroidesenunodelosúltimoslugares,algoasícomounaposibilidadencienmil.Ésa es más o menos la misma probabilidad estadística de morir a causa de unrelámpago o en un tsunami. Pero existe un error evidente en esta prediccióncomparativa:losrelámpagosmatanaunapersonaalavezunassesentavecesalaño.Losimpactosdeasteroides,porelcontrario,seguramentenohanmatadoanadieenmilesdeaños.Perounmaldía,ungolpecitocualquierapodríamataracasi toda lagentedeunasolavez.

Porsuerteexistenexcelentesprobabilidadesdequenotengasquepreocuparte,ni


tú ni nadie durante las próximas cien generaciones. Pero podemos estar totalmentesegurosdequeundíadeéstos,enalgúnlugar,ocurriráotrogranimpacto,delmismotipoqueelquebarrióconlosdinosaurios.Durantelospróximoscincuentamillonesde años la Tierra sufrirá almenos un gran impacto, tal vezmás. Todo es cosa detiempoydeprobabilidades.LossospechosossonlosqueseconocencomoasteroidescercanosalaTierra,objetoscuyasórbitas,muyelípticas,cruzanelplanodelaórbitaterrestre,máscircular,alrededordelSol.Seconocenalmenos300deestosasesinospotenciales,yenlaspróximasdécadasalgunosvanapasarincómodamentecercadenosotros. El 22 de febrero de 1995 un asteroide recién descubierto, que recibió elinofensivonombrede1995CR,pasózumbandoanuestrolado,aunascuantasvecesladistanciaTierra-Luna.El29deseptiembrede2004elasteroideTutatis,unobjetoalargadode2.5por5kilómetros,pasóaúnmáscerca.Ysepredicequeen2029elasteroideApofis,una rocademásde250metrosdediámetro, cruzará todavíamáscerca, incluso dentro de la órbita de la Luna. Este inquietante encuentro alteraráirrevocablemente la órbita de Apofis, y es posible que la acerque aún más en elfuturo.

Por cada asteroide cercano a laTierra que conocemosdebehaber docenasmásquenosfaltadivisar.Ycuandofinalmentepodamosobservarunodeestosproyectilesseguramente serádemasiado tardeparaquehagamosalgoal respecto.Si somos sublancotalvezsólotengamosunosdíasdeavisoparaponernuestrosasuntosenorden.Lasestadísticasdurasnoscuentanunahistoriadeprobabilidades.CadaañolaTierraes golpeada por una roca de unos ochometros.Gracias al efecto desacelerador denuestra atmósfera lamayorpartede losmisiles explotany se rompenenpedacitosantesdellegaralasuperficie.Perolosobjetosdetreintametrosdelargoymayores,quelleganunavezcadamilaños,causandañoslocalesimportantes:enjuniode1908un impactadordeéstosbarrióconuna franjadebosquecercadel ríoTunguska,enRusia.Cadamediomillóndeañosocurrenimpactosderocasde800metrosdelargo,extraordinariamentepeligrosos,ycadadiezmillonesdeañosnosalcanzanasteroidesdecincokilómetros.

Las consecuencias de un impacto dependen del tamaño del objeto y de suubicación.Unapiedradequincekilómetrosdevastaríaelglobocayeradondecayera.(Encontraste,secalculaqueelasteroidequematóalosdinosaurioshace65millonesdeañosteníadiezkilómetrosdelargo).Siunobjetodequincekilómetroscaeenlosocéanos —lo cual tiene una probabilidad de 70 por ciento de suceder, dada ladistribuciónde la tierray losmares— todomenos lospicosmás altosde laTierraserá barrido por enormes olas increíblemente destructivas. Nada sobreviviría pordebajodeunoscientosdemetrossobreelniveldelmar.Todaslasciudadescosterasdesapareceríanporcompleto.

SiesteasteroidedequincekilómetrosgolpearalaTierra,ladevastacióninmediataestaríamásconfinada.Todoloqueseencontraraenunradiode1500kilómetrosseesfumaría,yporelcontinentequetuvieralamalasuertedeserelblancoavanzarían


incendios colosales. Por un breve lapso las tierras más lejanas parecerían habersesalvado de esta violencia, pero el impacto provocaría que se evaporaran inmensascantidadesderocaytierraque,enformadenubesopacasenloaltodelaatmósfera,bloquearíanlaluzdelSolduranteunañoomás.Lafotosíntesissedetendríacasiporcompleto. La vida vegetal se vería devastada, y la cadena alimenticia colapsaría.Algunoshumanossobreviviríanaestehorror,perolacivilizacióncomolaconocemoshabríallegadoasufin.

Los impactadores más pequeños causarían menos muerte y devastación, perocualquierasteroidedemásdeunoscuantoscientosdemetrosdelargoprovocaríaundesastrenaturalmayorquecualquierade losqueconocemos,ya seaquecayeraentierraoenelmar.¿Quépodemoshacer?¿Deberíamosignorarestaamenazaporserdemasiado lejana, demasiado insignificante en un mundo que tiene muchosproblemas más apremiantes? ¿Qué podríamos hacer para desviar una roca tangrande?

Carl Sagan, tal vez el voceromás carismático e influyente de la ciencia en elúltimomediosiglo,pensómuchoacercadelosasteroides,ypropugnó,enpúblicoyenprivado,yespecialmenteensufantásticaseriedetelevisiónCosmos,pororganizaruna acción internacional conjunta. Sagan preparó el camino contando la llamativahistoriadelosmonjesdelacatedraldeCanterbury,queenelveranode1178fuerontestigosdeunaviolentaexplosiónenlaLuna,unimpactodeasteroidemuycercanoanosotrosyqueocurrióhacemenosdemilaños.SiesteimpactoocurrieraenlaTierramoriríanincontablesmillonesdepersonas.«LaTierraesunescenariomuypequeñoenunavastaarenacósmica»,dijo.«Nadaindicaquenosvayaa llegarayudadesdealgúnotrolugar».

Elprimerpasoparaevitaruneventocomoéste,yelmássencillo,eslocalizarlomejor quepodamos estos esquivos destructores que cruzannuestra órbita; hayqueconocer al enemigo. Necesitamos telescopios dedicados a la tarea, equipados conprocesadores digitales automatizados que ubiquen los proyectiles cercanos a laTierra,quecalculensusórbitasyquepredigansustrayectoriasfuturas.Estaempresaes relativamente barata, y ya se encuentra en proceso.Haymás cosas que podríanhacerse,peroalmenosseestárealizandounprimeresfuerzo.

¿Yqué pasaría si encontramos una gran roca y pronosticamos que va a chocarcontra laTierradentrodeunosaños?ParaSagan,yparaotrosen lascomunidadestantocientíficascomomilitares,desviarelasteroideesunaestrategiaevidente.Sisecomienza con tiempo suficiente lo único que hace falta es que un cohete o unascuantasexplosionesnuclearesbiensituadas ledenunempujoncitoparacambiar sutrayectoria de choque apenas lo suficiente para que falle el blanco. Saganargumentaba que esta necesidad eventual es una razón suficientemente fuerte paraestablecer un sólido programa de exploración espacial. En un profético ensayo de1993, Sagan escribió: «Ya que los asteroides y los cometas deben representar unpeligroparatodoslosplanetashabitadosdelagalaxia,losseresinteligentes,siesque


existen, tendránqueuniformarpolíticamentesusmundos,abandonarsusplanetasymudarse amundos cercanos. Su elección es eventualmente, como en nuestro caso,entrelosvuelosespacialesolaextinción».

Losvuelosespacialesolaextinción.Parasobreviviralargoplazodebemossaliracolonizar mundos vecinos. Primero tendremos bases en la Luna, aunque nuestrobrillante satélite seguirá siendo, por mucho tiempo, un lugar hostil para vivir ytrabajar.LuegovieneMarte,conrecursosabundantesyfácilesdeobtener,enespecialmuchaaguasubterránea,perotambiénluzsolar,mineralesyunaatmósferadelgada.InstalarseenMartenovaaserfácilnibarato,niestádestinadoaconvertirseprontoen una colonia próspera. Pero asentarnos en nuestro prometedor vecino, y tal vezterraformarlo, bien puede ser el próximo paso esencial en la evolución de nuestraespecie.

Existen dos obstáculos evidentes que probablemente retrasen, o incluso eviten,queestablezcamosunabasemarciana.Elprimeroes el dinero.Diseñaryponer enmarchaunaterrizajeenMartecostaríadecenasdemilesdemillonesdedólares,fuerade alcance del presupuesto más optimista de la NASA, incluso en las mejorescondiciones financieras. La única opción es realizar un esfuerzo de cooperaciónglobal,peronunca seha intentado llevaracabounprograma internacionaldeesasdimensiones.

Lasupervivenciadelosastronautasesunretoigualmentedescomunal,porqueescasiimposibleconseguirqueunviajeredondoaMarteresulteseguro.Elespacioesunlugarmuyhostil,conunainfinidaddemeteoritosdeltamañodegranosdearenaque pueden perforar el delgado caparazón de las cápsulas, incluso de las másblindadas, y con erupciones solares que despiden una radiación letal capaz depenetrarcualquiernave.LosastronautasdelApolotuvieronmuchasuertedequenadamalolespasaraensusviajesdeunasemanaalaLuna.PerounviajeaMartetomaríamuchos meses; cada misión espacial es una apuesta, y más tiempo significa máspeligro.

De hecho, no existe todavía ninguna tecnología espacial que le permita a unanavecargarsuficientecombustibleparallegaraMarteyvolver.Algunosinventoresdicenquepodríaprocesarseelaguamarcianaparasintetizarsuficientecombustiblepara recargar los tanques, pero actualmente esa tecnología es sólo un sueño yseguramentetardarámuchoenhacerserealidad.Talvezlaopciónmáslógica—unaideaqueseoponealosprincipiosdelaNASAperoquesepromuevecadavezmásenapasionadosartículosdeopinión—esladeunviajesólodeida.Sienviáramosunaexpediciónqueenvezdecombustiblellevaraañosdeprovisiones,unrefugiosólidoyuninvernadero,semillas,unmontóndeoxígenoyaguayherramientasparaextraerotros recursos vitales del planeta rojo, tal vez tendría una oportunidad. Seríaincreíblementepeligroso,pero también lo fueronmuchosde losprimerosviajesdedescubrimientohumanos,comolacircunnavegacióndeMagallanesde1519a1521,la exploración del Oriente de Lewis y Clark de 1804 a 1806 y las expediciones


polares de Peary y Amundsen a principios del siglo XX. Los humanos no hemosperdidonuestrasganasdeinvolucrarnosenaventuraspeligrosas.SilaNASAanunciarala oportunidad de emprender un viaje sin regreso aMarte miles de científicos seapuntaríansinpensarlo.

DentrodecincuentamillonesdeañoslaTierraseguirásiendounmundovivientey dinámico; sus océanos azules y sus continentes habrán cambiado un poco peroseguiránsiendoreconocibles.Eldestinodenuestraespeciehumanaesmuchomenosseguro.Talvezestemosextintos.Siesasí,50millonesdeañoses tiempomásquesuficiente para borrar casi todas las huellas de nuestro breve dominio: todas lasciudades, todas las carreteras y todos losmonumentos se habrán erosionado hastadesaparecer millones de años antes. Los paleontólogos extraterrestres tendrán quebuscarconmuchocuidadoparaencontraralgúnrastrodenuestraespecie.

Pero también es posible que los humanos sobrevivan y evolucionen, y quedecidancolonizarprimeronuestrosplanetasvecinos,luegonuestrasestrellasvecinas.Siesasí, sinuestrosdescendientesconsiguen iralespacio, laTierra seráatesoradacomonuncaantes,comounareservanatural,comounmuseo,comounsantuarioyunlugardeperegrinaje.Talvezloshumanossóloapreciemosesteplaneta,ellugarenelquenaciónuestraespecie,unavezqueloabandonemos.

ElmapacambiantedelaTierra:elpróximomillóndeaños

Enmuchossentidos, laTierranohabrácambiadograncosadentrodeunmillóndeaños.Loscontinentessehabránmovido,claro,peroprobablementenomásdeunos50 o 60 kilómetros de sus posiciones relativas actuales. El Sol seguirá brillando,saldrácada24horasylaLunaseguiráorbitandoelplanetamásomenoscadames.

Peroalgunascosashabráncambiadomucho.Envariospuntosdelgloboalgunosprocesos geológicos inevitables habrán transformado el paisaje. Los cambios másevidentes serán los que afecten las costas. Uno de mis lugares favoritos, CalverCounty,Maryland,consuskilómetrosykilómetrosdeacantiladosdelMiocenoqueseerosionanrápidamenteyquecontienenunsuministroaparentementeilimitadodefósiles, habrá desaparecido por completo. Después de todo, el condado sólo tieneunosochokilómetrosdelargoycadaañopierdecasitreintacentímetros.Aesepaso,CalverCountynovaadurarnicincuentamilaños,nodigamosunmillón.

En otros estados los procesos geológicos, por el contrario, añadirán nuevosterrenos valiosos. Cerca de la costa sureste de la isla grande de Hawai un nuevovolcánestácreciendoenelfondooceánico;yatienemásdetreskilómetrosdealtura(aunque sigue sumergido) y se elevamás cada año. Dentro de unmillón de añoshabráemergidoentrelasaguasunanuevaisla,yabautizadaLoihi.Porsupuesto,lasviejasislasvolcánicasdelnoroeste,entreellasMaui,OahuyKauaiseiránhaciendomáspequeñas,conformeelvientoylasolashacensutrabajodeerosión.


Hablandodeolas, loscientíficosqueestudianel registrogeológicoenbuscadepistassobreelfuturohanllegadoalaconclusióndequelosavancesylosretrocesosde losocéanosson las fuerzasquealteraránmásdramáticamente lageografíade laTierra. Los cambios en la tasa de vulcanismo en las dorsales oceánicas tienen unefectodelargoplazo,segúnsesolidifiquenvolúmenesmásgrandesomáspequeñosde lava sobre el suelo oceánico. El nivel del mar puede desplomarse durante losperiodosdecalmadelvulcanismooceánico,cuando las rocasdel fondodelmar seenfrían y se asientan, ymuchos sospechan que esto fue lo que ocurrió durante eldramático descenso en el nivel del mar justo antes de la extinción de finales delMesozoico. La presencia o ausencia de grandes mares interiores como elMediterráneo y el ensamblaje y la fractura de los continentes causan cambiosenormes en la extensión de las aguas someras de las costas, que a su vezdesempeñarán un papel importante en la conformación que tomen la geosfera y labiosferaenelmillóndeañosporvenir.

Un millón de años corresponde a decenas de miles de generaciones humanas,cientosdevecestodalahistoriahumanadelaquesetieneregistro.Sisobrevivimos,tal vez nuestras crecientes proezas tecnológicas transformen la faz de la Tierra enformas que no resulta fácil imaginar. Pero si nos extinguimos es probable que laTierrapermanezcamásomenosensuestadoactual.Lavidaenlatierrayenelmarflorecerá,ylacoevolucióndelageosferaylabiosferaprontovolveráasuequilibriopreindustrial.

Megavolcán:lospróximoscienmilaños

Larepentinacatástrofeprovocadaporunimpactodeasteroidepuedepalideceranteelescenario de unmegavolcán o una inundación basáltica, fenómenos que producenunamuertedeliberaciónprolongada.Cadaunodeloscincointervalosdeextinciónmasivade laTierra—entre ellos el queocurrió en lamismaépocaen laquecayóaquella enorme roca del cielo— estuvo acompañado por un vulcanismo capaz dealterarlafazdelaTierra.

No hay que confundirlos con la muerte y la destrucción que provocan losvolcanes comunes y corrientes en sus varias presentaciones. Estos últimos arrojanflujos de lava muy dramáticos, parecidos a los que les resultan familiares a loshawaianosquevivenenlasladerasdelKilaueayquesonenormementedestructivospara cualquier cosa que se encuentre en su camino, pero también son localizables,predecibles y fáciles de evitar. En esta liga del vulcanismo común y corriente seencuentran lasexplosionesy lascaídasdecenizade losvolcanespiroclásticos,quepuedenliberarcantidadesenormesdecenizaincandescentemezcladaconvaporquebajaporlasladerasdelvolcánaunavelocidaddemásdecientocincuentakilómetrosporhoraeincineraysepultatodoloqueencuentraasupaso.Aquíentralaexplosión


delmonte SantaHelena, en el estado deWashington, en 1980, y la explosión delmonte Pinatubo, en Filipinas, en junio de 1991, que habrían matado a miles depersonasdenoserporqueseemitieronalertasque llevarona realizarevacuacionesmasivas.Hayuntercertipodevulcanismocorrientequeesaúnpeor:laeyeccióndegrandescantidadesdecenizasfinasydegasestóxicoshacialoaltodelaatmósfera.

LaserupcionesdecenizadelosvolcanesislandesesEyjafjallajökull,enabrilde2010, y Grímstvötn, en mayo de 2011, fueron más bien exiguas, pues liberaronmuchomenosdeunkilómetrocúbicodedesechos.Sinembargo,trastornarondurantevarios días el transporte aéreo de Europa y provocaron amenazas a la salud paramuchaspersonasquevivíanenlasregionescercanas.SecalculaquelaerupcióndeLakienjuniode1783—queestáentrelasmayoreserupcionesdelahistoria—liberóveintekilómetroscúbicosdebasaltoydecenizasygasesasociados,losuficienteparainducirlaformacióndeunaneblinaduraderayvenenosasobreEuropa.Perecióunacuarta parte de los habitantes de Islandia, algunos en forma rápida a causa de laexposiciónalosgasesvolcánicosácidosymuchosmásdehambreduranteelinviernoque siguió.Este desastre también afectó tierras que se encontraban amás de 1500kilómetros hacia el sureste, y decenas demiles de europeos, lamayor parte en lasislasbritánicas, tambiénmurieronacausade losduraderosefectosdeLaki.Tras laexplosióndelKrakatoa,enagostode1883,yeltsunamiquelesiguióyquebarriólacostas cercanas de Java y Sumatra, murieron todavía más personas. Y la colosalerupcióndelTambora, en abril de1815, que expulsóunos sorprendentes cincuentakilómetroscúbicosdelava,fuelamásmortaldetodas.Seperdieronmásde70milvidas, lamayorparte comoconsecuenciade ladestrucciónde las cosechasyde lahambrunamasivaquelesiguió.Tamborainyectóalapartesuperiordelaatmósferacantidades inmensas de compuestos de azufre que bloquearon la luz del Sol ehicieronque1816fuerael«añosinverano»enelhemisferionorte.

Estas erupciones históricas nos parecen perturbadoras, y con justa razón. Porsupuesto,lacantidaddemuertospalideceencomparaciónconloscientosdemilesdepersonasquehanfallecidoacausadelosterremotosrecientesenelocéanoÍndicoyenHaití.Perohayunadiferencia importanteyaterradoraentre los terremotosy losvolcanes: el tamaño delmayor terremoto posible está limitado por la fuerza de laroca.Las rocasdurassólopueden tolerarunacantidad limitadade tensiónantesderomperse; ese límite extremo puede producir un terremoto extremadamentedestructivoperolocalizadodemagnitud9enlaescalaRichter.

Los volcanes, en contraste, no parecen tener un tamaño límite. De hecho, elregistro geológico contiene evidencia inequívoca de erupciones cientos de vecesmayoresque loseventosvolcánicosmásgrandesregistradosen lahistoriahumana.Esos megavolcanes deben haber oscurecido los cielos del planeta durante años yalteradoelpaisajealolargodemillones—ynomiles—dekilómetroscuadrados.Laexplosiónmásrecientedeunmegavolcán,Taupo,enlaIslaNortedeNuevaZelanda,hace26500años,puedehaberproducidomásde800kilómetroscúbicosde lavay


cenizas. Se calcula que Toba, en Sumatra, que hizo erupción hace 74 mil años,expulsó 2800 kilómetros cúbicos de eyecciones. Resulta difícil imaginar quéconsecuenciastendríaenlasociedadmodernaotracatástrofecomoésta.

Y sin embargo, hasta estos megavolcanes, aunque sean mucho mayores quecualquier cataclismo registrado por la historia, no se comparan con las grandesinundacionesbasálticasquecontribuyeronconlasextincionesmasivas.Adiferenciade las explosiones de los megavolcanes, que se «prenden» o se «apagan», lasinundacionesbasálticasrepresentanunintervalocontinuodemilesdeañosdeintensaactividadvolcánica.Losepisodiosmás importantes, todos loscualescoincidenconextincionesglobalesmasivas,produjeroncientosdemilesdemillonesdekilómetroscúbicosde lava.Eleventomásgrandedequese tienenoticia,quehoyconocemosgraciasamásdeunmillóndekilómetroscuadradosdeflujosbasálticos,ocurrióenSiberiadurantelamayorextinciónmasivadelaTierra,laGranMortandadhace251millonesdeaños.Ladesaparicióndelosdinosaurioshace65millonesdeaños,quecon tanta frecuencia se adjudica al impacto de un asteroide, también coincide coninmensasinundacionesbasálticasenlaIndia,lastrampasdeDeccan,queconmásde500milkilómetros cuadradosde superficie representanmásde500milkilómetroscúbicosderocanueva.

Estas vastas características de la superficie no pueden provenir de un simplereprocesamiento de la corteza y del manto superior. Los modelos actuales paradescribirlaformacióndelasinundacionesbasálticasmuestranunretrocesoalaviejaeradelatectónicaverticalenlaTierra,endondeburbujasgigantesdemagmaqueseelevanlentamentedesdelafronterasupercalienteentreelnúcleoyelmantorompenlacortezaysederramansobrelasuperficiefría.Actualmenteestoseventossonraros.Unescenarioproponequeexistióunintervalodeunostreintamillonesdeañosentrecadaepisodiodeinundacionesbasálticas,encuyocasoyasehahechotardeparaqueocurralasiguientegranavalancha.

Graciasaquevivimosenunasociedadtecnológicaesposiblequedescubramosatiempo si ocurre otro acontecimiento similar. Los sismólogos serán capaces derastrearlacolumnademagmacalienteconformeseeleva.Talveztengamoscientosde años para prepararnos para esta calamidad, pero si la humanidad entrara a unanuevaerademegavulcanismonohabríanadaquepudiéramoshacerparadetenerlosparoxismosmásviolentosdelaTierra.

Elfactorhielo:lospróximoscincuentamilaños

Hasta donde podemos predecir, el factor que determinará en mayor medida loscontornosdeloscontinentesdelaTierraseráelhielo.Enescalasdetiempocortas,deunos cuantos cientos o miles de años, las profundidades del océano están másestrechamente vinculadas con el volumen total del agua congelada de la Tierra,


incluyendoloscasquetespolares,losglaciaresylascapasdehielocontinentales.Esunafórmulasencilla:mientrasmayorseaelvolumendeaguaencerradoenformadehielosobrelatierra,menorseráelniveldelmar.

Elpasadoesunfactorclaveparapredecirelfuturo,pero¿cómopodemosconocerlaprofundidaddelosocéanoshistóricos?Lasobservacionessatelitalesdelosnivelesdel mar, si bien increíblemente precisas, se limitan al último par de décadas. Lasmediciones de los niveles demarea, aunque sonmenos precisas y están sujetas avariaciones locales, se remontan tal vez aun sigloymedio.Losgeólogos costerospueden recurrir a cartografiar los marcadores que indican el perfil de las costasantiguas, por ejemplo terrazas costeras elevadas, de decenas demiles de años, quepuedenencontrarseenacumulacionesdesedimentoscercadelascostas,sibienestasformacionessólopuedenrevelarenformaconfiableloqueocurríaduranteperiodosenlosqueelniveldelaguaeraalto.Laubicacióndecoralesfósiles,quedebenhabercrecidoenlaszonasdelosmaressomerosquerecibíanluzsolar,puededarnosfechasanteriores, pero estas formaciones rocosas suelen experimentar episodios delevantamientos,hundimientosoinclinacionesquetiendenahacerconfusoelregistro.

Actualmente,muchoscientíficos se concentranenun indicadormenosevidentedelniveldelmar:laproporciónvariabledeisótoposdeloxígenoatrapadosdentrodediminutasconchasmarinas.Estasproporcionesnosdicenmucho,muchomásqueladistancia de un cuerpo cósmico desde el Sol, como discutimos en el capítulo 2.Graciasa sunaturalezasensiblea la temperatura, los isótoposdeloxígeno tambiénsonlaclaveparadescifrarelvolumenhistóricodelhielodelaTierrayporlotantodelosantiguoscambiosenelniveldelmar.

Aunasí,laconexiónentreelvolumendelhieloylosisótoposdeloxígenopuederesultar engañosa. El isótopo del oxígeno más abundante, por mucho, es eloxígeno-16, más ligero (con 8 protones y 8 neutrones), que compone el 99.8 porcientodeloxígenoquerespiramos.Másomenosunodecada500átomosdeoxígenoes oxígeno-18 (más pesado, con 8 protones y 10 neutrones). Eso significa queaproximadamenteunadecada500moléculasdeaguaenelocéanoesmáspesadaqueelpromedio.CuandoelSolcalientalosocéanosecuatoriales,elaguaconelisótopooxígeno-16ligeroseevaporaunpoquitomásrápidoquelaquetieneoxígeno-18,yesto resulta en que el agua en las nubes que se forman a bajas latitudes es, enpromedio,unpoquitomásligeraquelosocéanosdelosqueproviene.Conformelasnubes se elevan hacia zonas más frías, el agua con el isótopo oxígeno-18, máspesado,secondensaenformadegotasdelluviaunpocomásrápidoqueelaguaconoxígeno-16,loqueprovocaqueeloxígenodelanubesevuelvaaúnmásligeroqueantes. Cuando las nubes viajan hacia los polos, lo que todas las nubes haceninevitablemente,eloxígenoensusmoléculasdeaguasehavueltomuchomásligeroqueeldelaguadelocéano.Cuandoestasnubespolaresliberansuprecipitaciónsobreloscasquetespolaresylosglaciares,éstosatrapanenelhielomásisótoposligeros,ylosocéanossevuelvenunpocomáspesados.


Duranteépocasdemáximoenfriamientoglobal,cuandopuedecongelarsemásde5porcientodelaguade laTierra, losocéanosseenriquecensignificativamentedeoxígeno-18.En lasépocasdecalentamientoglobalyde retiradade losglaciaressereduceelniveldeoxígeno-18delosocéanos.Así,sisemideconcuidado,capaporcapa,laproporcióndeisótoposqueexisteenlossedimentoscosterossepuedesabercómohacambiadolacantidaddehielosuperficialalolargodeltiempo.

KenMillerysuscolegasenlaUniversidaddeRutgerssededicanprecisamenteaeste exigente trabajo, y llevan décadas escudriñando las gruesas acumulaciones desedimentosmarinosquecubrenlacostadeNuevaJersey.Estossedimentos,conunregistro que se remonta a cien millones de años, contienen una abundancia deconchas fósilesmicroscópicas llamadas foraminíferos. Cada diminuto foraminíferoconserva el contenidode isótopos de oxígenoque tenía elmar cuando éste creció.Así, lasmedicionescapaporcapade los isótoposdeoxígenoen lossedimentosdeNuevaJerseypermitenobtenerunaaproximaciónsencillayprecisadelvolumendehieloalolargodeltiempo.

Enelpasadogeológicorecientelacapadehieloparecehabercrecidoymenguadoconstantemente, y como respuesta los niveles del mar han ido cambiando, en unaescalatemporaldeunoscuantosmilesdeaños.Enlasglaciacionesrecienteselhieloalcanzó una altura tal que más de 5 por ciento del agua de la Tierra debe haberquedadoatrapadaenelhielo,ylosnivelesdelmardebenhaberdescendidounoscienmetrospordebajodesunivelactual.Secreequehaceunos20milañosunodeestosperiodos de bajo nivel delmar creó un puente de tierra entreAsia yAmérica delNorte,atravésdeloquehoyeselestrechodeBering,elcorredororiginalqueusaronlos humanos y otros mamíferos para llegar al Nuevo Mundo. Durante el mismointervalo gélido desapareció el canal de laMancha, y las Islas Británicas estabanconectadas con Francia mediante un valle desierto. Por el contrario, en época demáximocalentamiento,cuandomuchosglaciaresdesaparecenyloscasquetespolaresseretraen,losnivelesdelmarsehanelevadounayotravezhastacienmetrossobrelosactuales,sumergiendocientosdemilesdekilómetroscuadradosdezonascosterasdelplaneta.

Millery sus colegashan identificadomásde cien ciclosde avancesy retiradasglacialesenlosúltimosnuevemillonesdeaños,almenosunadocenadeloscualeshan ocurrido apenas en el último millón de años y que parecen haber alcanzadofluctuaciones de hasta doscientos metros en el nivel del mar. Si bien los detallespueden variar de ciclo en ciclo, estos eventos claramente son periódicos y tienenrelaciónconlosciclosdeMilankovitch,llamadosasíporelastrofísicoserbioMilutinMilankovitch,quelosdescubrióhaceunsiglo.Milankovitchsediocuentadequelasvariaciones bien conocidas en la órbita de la Tierra alrededor del Sol, incluida lainclinacióndenuestroplaneta,suórbitaelípticayunpequeñobamboleoensuejederotación,imponenperiodosdecambioclimáticoenintervalosdeunos20,41y100milaños.TodasestasvariacionesafectanlacantidaddeluzsolarquellegaalaTierra


y,porlotanto,ejercenunprofundoefectoenelclimaglobal.Entonces,¿quépasarádurantelospróximos50milaños?Podemosestarseguros

dequelosnivelesdelmarseguiráncambiandoenformadramáticaytendránmuchasotras subidas y bajadas. En algunos momentos, muy posiblemente durante lospróximos 20mil años, los casquetes polares crecerán, avanzarán los glaciares y elniveldelmarbajarácienmetrosomás,unnivelquesehaalcanzadoalmenosochovecesduranteelúltimomillóndeaños.Estecambiotendráefectospoderososenlascostasdelplaneta.LacostaestedeEstadosUnidoscrecerámuchoskilómetroshaciaeleste,conformequedeexpuestalaplataformacontinental.Todoslosgrandespuertosdelacostaeste,desdeBostonhastaMiami,seconvertiránenciudadesvaradastierraadentro.UnnuevopuentedehieloydetierravolveráaconectarAlaskaconRusia,ytal vez las Islas Británicas vuelvan a formar parte de Europa. Mientras tanto, laspesquerías más productivas del mundo, que hoy se encuentran a lo largo de lasplataformascontinentales,seconvertiránentierrafirme.

Enelcasodelniveldelmar,loquesubetienequebajar.Esmuyposible,algunosdirían muy probable, que durante los próximos miles de años el nivel del maraumentetreintametrosomás.Esteaumentoenlosocéanos,bastantemodestosegúnestándares geológicos, volvería irreconocible el mapa de Estados Unidos. Unaumento de treintametros en el nivel delmar inundaría buena parte de la llanuracosterade la costa estey empujaría las costas ciento cincuentakilómetroshacia eloeste. Todas las grandes ciudades costeras —Boston, Nueva York, Filadelfia,Wilmington, Baltimore,Washington, Charleston, Savannah, Jacksonville, Miami yotras— quedarían sumergidas. Los Ángeles, San Francisco, San Diego y Seattletambiéndesapareceríanbajolasolas.CasitodalacaracterísticapenínsuladeFloridaterminaría ahogada en un mar somero. También casi todo Delaware y Luisianaquedaríanbajolasaguas.Enotraspartesdelmundolasconsecuenciasdeunaumentode 30 metros en el nivel del mar serán todavía más devastadoras. Países enteros,comolosPaísesBajos,BangladeshylasMaldivas,dejaríandeexistir.

Elregistrogeológicoesinequívoco:estoscambiosvanavolveraocurrir.YsilaTierraseestácalentandorápidamente,comosuponelamayorpartedelosexpertos,las aguas subirán muy aprisa, tal vez tanto como 30 centímetros por década. Laexpansión termal del agua demar durante los periodos extensos de calentamientoglobal, por sí misma, puede incrementar el nivel promedio del mar hasta en tresmetros. No cabe duda de que estos cambios van a representar un desafío para lassociedadeshumanas,peronotendránmayorefectoenlaTierra.

Despuésdetodo,noseríaelfinelmundo.Sólodenuestromundo.

Calentamiento:lospróximoscienaños

Acasi nadie le interesa demasiado lo que suceda dentro de unos cuantosmiles demillones de años, o unos cuantos millones, o incluso unos miles. Casi todos nos


preocupamosporproblemasmás inmediatos: ¿cómovoy apagar la universidaddemishijosendiezaños?¿Mevanadarelascensoelañoqueviene?¿Vaa subirelmercadodevaloreslasemanaqueviene?¿Quéhaydecomer?

Enesecontextonotenemosmuchodequepreocuparnos.Amenosqueocurrauncataclismoimprevisto,elañoquevienelaTierraseverámásomenosigualquehoy,y también la década que viene. Cualquier diferencia que exista entre un año y elsiguiente probablemente sea demasiado pequeña para que la notemos, aunqueexperimentemos un verano inusualmente caliente, suframos una sequía que eche aperderlascosechasonostoqueunatormentamásviolentadelonormal.

Lo que es absolutamente seguro es que la Tierra seguirá cambiando. Losindicadoresactualesseñalanqueseaproximaunepisodiodecalentamientoglobalyderretimiento de glaciares, casi sin duda influido y acelerado por las actividadeshumanas. Durante los próximos cientos de años las consecuencias de estecalentamientoafectaránamuchaspersonasdemuchosmodosdistintos.

En el verano de 2007 participé en un simposio de Kavli Future en el lejanoIlulissat,unpueblitopesqueroenlacostaoestedeGroenlandia,muycercadelcírculopolar Ártico. Fue un buen lugar para discutir el futuro, pues los cambios estabanocurriendo justo afuera de nuestro centro de convenciones en el cómodo HotelÁrtico.Elpuerto,que seencuentra cercadel frentedel enormeglaciar Ilulissat,haservido durantemil años como una próspera zona pesquera. Durantemil años lospescadores recurrieron a la pesca en hielo durante el invierno, pues el puerto secongelaba por completo cada año. Eso fue hasta el nuevo milenio. En 2000, porprimera vez (almenos enmil años de historia oral), el puerto quedó abierto y sincongelarse. El enorme glaciar, declarado patrimonio de la Unesco, ha estadoretrocediendoaunritmosorprendente,casidiezkilómetrosentresaños,trasmuchasdécadasdeestabilidad.Otrocambio:durantemilañosIlulissatylospuebloscercanoshanestadolibresdeinsectosmolestos,peroen2007yentodoslosañossiguienteselmesdeagostohavenidoacompañadoporunapestedemosquitosymoscasnegras.Es verdad que son datos anecdóticos, pero también son presagios de un cambioenormeeinexorable.

Entodoelmundoestánocurriendocambiossimilares.LosbarquerosdelabahíadeChesapeake reportanmareasconsistentementemásaltasquehaceunasdécadas.AñoconañoelnortedeldesiertodeSaharaavanzaaúnmáshaciaelnorteyconvierteen polvo las que alguna vez fueron fértiles tierras de labranza enMarruecos. Lascapasdehieloantárticoseestánderritiendoysedesprendenaunritmocadavezmásacelerado.Lastemperaturasglobalespromediodelaireydelaguaaumentan.Todoespartedeunpatrónconsistentedecalentamiento,unoquelaTierrahaexperimentadoincontablesvecesenelpasadoyexperimentaráincontablesvecesenelfuturo.

Elcalentamientopuedetenerotrosefectos,avecesparadójicos.LacorrientedelGolfo,lagrancorrienteoceánicaquellevaaguatempladadesdeelEcuadorhastaelAtlántico norte, es impulsada por las grandes diferencias de temperatura entre el


Ecuadorylaslatitudesmásaltas.Sielcalentamientoglobalreduceesecontrastedetemperaturas, como sugieren algunos modelos climáticos, la corriente del Golfopuededebilitarseoinclusodetenerseporcompleto.Irónicamente,unaconsecuenciainmediataseríaquelasIslasBritánicasyelnortedeEuropa,cuyoclimaesmoderadopor la corriente delGolfo, se volveríanmuchomás frías de lo que son hoy.Otrascorrientes oceánicas, por ejemplo las que van del océano Índico hasta elAtlánticosur,másalládel cuernodeÁfrica, severíanafectadasdelmismomodo,ypodríancausaruncambioparecidoenelbenignoclimadeÁfricadelSurouncambioenlaslluviasmonzónicasquemantienenhúmedasyfértilesalgunaszonasdeAsia.

Conformeelhielosederritelosocéanossuben.Algunasproyeccionesalarmantessugieren incrementos de treinta a sesenta centímetros en el próximo siglo, aunquesegún el registro geológico reciente de vez en cuando pueden haber ocurridoincrementos aún más rápidos, de muchos centímetros por década. Este cambiooceánico afectará a muchos residentes de las costas en todo el mundo y puedeprovocarlesalgunosdoloresdecabezaalosingenieroscivilesyalospropietariosdeconstruccionesquedana lascostas,desdeMainehastaFlorida, sibienunospocosmetros son un incremento que puede manejarse en la mayor parte de las áreascosteraspobladas.Asíqueduranteuntiempo,unageneraciónodos,lamayorpartede los residentes de las costas no va a tener que preocuparse demasiado por lainvasióndelaguademar.

Peroaalgunasespeciesdeplantasyanimalesnolesvaairtanbien.Lapérdidadehielopolarenelnortereduciráelhábitatdelososospolares,unretomásparaunapoblaciónquedepor sí parece estar encogiéndose.Uncambio rápidoen las zonasclimáticascercanasalospolostambiénpuedesercausadeestrésparamuchasotrasespecies en peligro de extinción, en particular los pájaros, que son especialmentesusceptibles a las alteraciones en sus áreas migratorias de anidamiento yalimentación. Un reporte reciente calcula que un aumento global promedio de latemperaturadeapenasunpardegrados,cómodamentedentrodelasprediccionesquehacenalgunosmodelosclimáticosparaelsiguientesiglo,podríadesencadenarentrelospájarostasasdeextincióndecercadel40porcientoenEuropaymásdel70porciento en los exuberantes bosques lluviosos del noreste de Australia. Otropreocupante reporte internacional encontró que cerca de una tercera parte de lasaproximadamenteseismilespeciesderanas,saposysalamandrasseencuentraenunpeligro similar, enespecialpor ladiseminación—acausadelcalor—deunhongoque provoca una enfermedad mortal en los anfibios. Quién sabe qué másdescubramos durante el siglo que viene, pero parece que estamos entrando en unaépocadeextinciónacelerada.

Algunosde loseventos transformadoresqueocurriránel siguientesiglo—unosgarantizados, otros muy posibles— sucederán en forma instantánea: un granterremoto, la erupción de un megavolcán o el impacto de un asteroide de unkilómetrode largo.Las sociedadeshumanas tiendena estarmalpreparadaspara la


tormenta o el terremoto del siglo, y muchomenos para los desastres del milenio,verdaderamentecatastróficos.ConformemásleemoslahistoriadelaTierramásnosdamoscuentadequeestoseventostraumáticossonlaregla,soninevitablesyformanparte del continuum de la historia de nuestro planeta.Y sin embargo, construimosnuestrasciudadesenlasladerasdevolcanesactivosysobrealgunasdelaszonasdefallamásactivasde laTierra,con laesperanzadeque llegadoelmomentoseamoscapacesdeesquivarlasbalastectónicas(olosmisilescósmicos).

Justo a medio camino entre los procesos muy lentos y los muy veloces seencuentranprocesosgeológicosfluctuantesqueporlogeneraltomancientosdemilesdeaños:cambiosenelclima,enelniveldelmaryenlosecosistemasquesólosuelenresultarvisiblesalolargodemuchasgeneraciones.Eselritmodeestoscambios,ynoloscambiosmismos,loquetienequepreocuparnos,porqueelclima,elniveldelmarylosecosistemaspuedenalcanzarpuntosdequiebre.Sipresionamosdemasiadopodemos desatar ciclos de retroalimentación positiva, y provocar que lo quenormalmentetardamilañosocurraenelplazodeunaodosdécadas.

Esfácilsercomplaciente,enespecialsidecidesconfiarenunalecturaimperfectadelasrocas.Duranteuntiempo,hasta2010,lapreocupaciónporloquesucedeenlaactualidadestabahastaciertopuntomitigadaporlosestudios,porentoncesencurso,de un escenario paralelo hace 56 millones de años, cuando ocurrió una de lasextinciones masivas que afectaron dramáticamente la evolución y la propagacióntempranade losmamíferos.Estegraveacontecimiento, llamadoelMáximoTermaldelPaleoceno-Eoceno(PETMporsussiglaseninglés),fuetestigodeladesaparición,relativamentesúbita,demilesdeespecies.ElPETMesimportanteparanuestrotiempoporque se trata del cambio repentino de temperatura mejor documentado en lahistoriade laTierra.Un incremento relativamente rápidoen lasconcentracionesdedióxido de carbono y metano atmosférico —esos gases gemelos de efectoinvernaderoqueatrapanelcalorenlaatmósfera—,inducidoporelvulcanismodelaTierra, provocómásdemil añosde retroalimentacionespositivas y un episodiodecalentamientoglobalmodesto.AlgunosinvestigadorespensaronqueelPETMeraunaanalogíacercanaalosacontecimientosactuales;mala,sinduda—conunaumentodelastemperaturasglobalesdecasi10grados,unrápidoaumentoenelniveldelmar,laacidificacióndelosocéanosyeldesplazamientodelosecosistemashacia lospolos—,peronotancatastróficacomoparaamenazarlasupervivenciadelamayorpartedelosanimalesylasplantas.

Pero el optimismo no duró mucho: algunos descubrimientos recientes de LeeKump, un geólogo de Penn State, y de sus colegas, dio al traste con cualquierparalelismo que pudiera hacerse con el PETM. En 2008 el equipo de Kump tuvoacceso a un núcleo de perforación extraído en Noruega que preservaba todo elintervalodelPETM,conformadoporrocassedimentariasquedocumentabancapaporcapa,yconexquisitodetalle,lastasasdecambiodeldióxidodecarbonoatmosféricoydelclima.LamalanoticiaesqueelPETM—quedurantecuatrodécadassepensó


que fue la alteración del clima más rápida en la historia de la Tierra— fuedesencadenado por cambios atmosféricos de menos de una décima parte de laintensidaddelosqueocurrenactualmente.Loscambiosglobalesenlacomposiciónyla temperatura promedio de la atmósfera, que tomaronmás demil años en ocurrirdurante el escenariode extincióndel PETM, han sido superados en losúltimos cienaños,enqueloshumanoshemosquemadocantidadesinmensasdecombustiblesricosencarbono.

Noexisteningúnprecedente conocidoparauncambio tan rápido,ynadie sabecómovaaresponderlaTierra.EnunencuentrodetresmilgeoquímicosenPraga,enagostode2011,losespecialistasenelclimaqueconocíanlosnuevosdatosdelPETMestabandeunhumormásbiensombrío.Aunqueestosexpertoshabíantenidocuidadode que sus predicciones públicas fueran cautelosas, los comentarios que escuchémientrasnos tomábamosuna cerveza eranpesimistas, incluso atemorizantes.Si lasconcentraciones de gases de efecto invernadero suben demasiado rápido no hayningúnmecanismoconocidoquepuedaabsorberelexceso.¿Elcalentamientopuededesencadenar una liberación masiva de metano, con todas las retroalimentacionespositivas que entraña ese escenario? ¿El nivel del mar puede elevarse cientos demetros, como lo ha hecho tantas veces en el pasado? Nos aventuramos en terraincógnita;estamosllevandoacabountorpeexperimentodeescalaglobalquepuedeserdiferenteatodoloquehaocurridohastaahoraenlaTierra.

Loquerevelaeltestimoniodelasrocasesquesibienlavidaesmuyresilienteysiempreloserá,enlospuntosdequiebre,duranteloscambiosclimáticosrepentinos,labiosferaexperimentaunenormeestrés.Laproductividadbiológica,incluyendolaproductividad agrícola, sin duda se desplomará durante un tiempo. En condicionestan dinámicas los animales grandes como nosotros pagaremos el precio. Lacoevolucióndelasrocasylavidanoseverádisminuida,peronopodemossabercuálseráelpapeldelahumanidadenestasagademilesdemillonesdeaños.

¿Será que ya alcanzamos ese punto de quiebre? Probablemente todavía no, noduranteestadécadanidurantenuestrasvidas.Peroesoes lomalode lospuntosdequiebre: no puedes estar seguro de cuándo van a ocurrir hasta que lo hacen. Laburbuja inmobiliaria revienta. El pueblo egipcio se subleva. Los mercados sedesploman. Sólo podemos saber qué ocurre en retrospectiva, cuando es demasiadotardepararecuperarelstatuquo.NoesquehayahabidounacosaasíenlahistoriadelaTierra.


EPÍLOGO

Losclimascambian,losnivelesdelmarcambian,laslluviasylosvientoscambian,la distribución de la vida sobre la superficie y dentro de los océanos cambia. Lasrocasylavidasiguencoevolucionando,comolohanhechodurantemilesdemillonesdeaños.Loshumanosnopuedendetenerelcambioglobal,delmismomodoquenopuedenalterarlatrayectoriadelaTierraatravésdelcosmos.

TampocopodemosdestruirlavidaenlaTierranidetenersuevolucióninexorable.Lavidasehainstaladoentodoslosnichosdelplaneta.LavidaabundaenelhielodelÁrtico,enlosestanquesácidosehirvientes,enlosporosderocasqueseencuentranakilómetros de profundidad y en partículas de polvo que viajan por el aire, akilómetros de altura.Sin importar qué clasede estupidez cometamos—ya seaquecausemos que las temperaturas globales aumenten una docena de grados, queenvenenemos el aire, o el agua, o diezmemos las poblaciones de peces en losocéanos, o incluso que provoquemos un holocausto global con nuestros arsenalesnuclearescolectivos—,lavidaseguiráexistiendo.Loshumanospuedendesaparecerparasiempre,perolavidamicroscópicaniseinmutará.Enlosmilesdemillonesdeaños por venir, laTierra seguirá girando en su eje y aún recorrerá su odisea anualalrededordelSol.Durantemilesdemillonesde años, el nuestro seguirá siendounplaneta viviente de océanos azules, tierras verdes y remolinos de nubes blancas.Desde el espacio, la Tierra seguirá siendo tan hermosa como lo es hoy, con o sinhumanos.

Nonosengañemos.Noexistenisombradedudadequeduranteelúltimosiglolas actividades humanas han provocado el inicio de cambios dramáticos en lacomposicióndelaatmósfera,yquelasleyesdelafísicahaceninevitablequeaestolesigancambiosenelclima.Lasconcentracionesdedióxidodecarbonoydemetano,amboseficientesgasesdeefecto invernadero,hanescaladohastanivelesquenosehabíanalcanzadodurantecientosdemillonesdeaños.Larápidadeforestacióndelosbosques lluviosos tropicales,nuestroeficienteconsumode lavidamarinaynuestraincesante destrucción de hábitats a lo largo y ancho del globo no hacen más queamplificar estos cambios.Gracias a nuestras acciones, la Tierra va a volversemáscaliente, el hielo se va a derretir, los océanos van a elevarse. Pero eso no es nadanuevo para la Tierra. Entonces, ¿por qué debería preocuparnos que las accioneshumanasacelerenelprocesodecambio?

Paraempezar,imagínateelsufrimientoquepadecerálahumanidadenunmundoenelquelavidamarinaexperimenteunamuertemasivaodeprontosereduzcaalamitad la producción agrícola. ¿Qué pasaría con los 2.5 millones de kilómetroscuadradosdelasmejorestierrasagrícolasqueseinundarían,lospuertosbajoelagua,


los medios de subsistencia perdidos? Imagínate el sufrimiento de mil millones depersonasdesplazadasysinhogar.

Si decidimos tomar medidas no es para «salvar el planeta». La Tierra hasobrevividomás de 4500millones de años de cambio continuoy extravagante, asíque no necesita que la salvemos. Algunas personas con disposición filosóficaconcentrarán sus esfuerzos en salvar a las ballenas o a los osos polares, pues supérdidaseríapermanenteeinnegablementetrágica.Peroinclusolaextincióndeestasgrandesbestias,ode loselefanteso lospandaso los rinocerontesuotromillóndeespecies, tanto carismáticas como mundanas, no son para la Tierra más que unapérdidatemporal.Esinevitablequeenapenasunmomentogeológico,talveznomásde un millón de años, evolucionen bestias nuevas y maravillosas que llenen esosnichosvacantes.Losmamíferosgrandescomonosotrospodemossufrir extincionesmasivas,perootrosvertebrados,talvezlasaves,tomaránnuestrolugar.Talvezseanlospingüinosque,comosehademostradorecientemente,evolucionannotablementerápido;talvezelloscambienyexperimentenunprocesoderadiaciónevolutivaparallenar esos nichos: pingüinos parecidos a ballenas, a tigres, a caballos. Tal vez lospingüinos desarrollen cerebros grandes y dedos prensiles. No importa lo quehagamos,laTierraseguirásiendounmundovivienteydiverso.

No. Si decidimos preocuparnos, debería ser antes que nada por nuestra familiahumana, porque somos nosotros los que corremos mayor peligro. La Tierra sabecómo separar la paja del trigo. La vida perdurará en toda su grandeza, pero lasociedadhumana,almenosensuestadoactualdedespilfarro,puedequenolalibre.Loshumanostenemoslacapacidaddeinfligirunacantidadindeciblededestrucciónydesufrimientoalosmiembrosdenuestrapropiaespecie,yaseamediantenuestrasacciones o nuestras inacciones insensatas. Si seguimos alterando nuestro hogarplanetario—nuestro«puntoazulpálido»,comodecíaCarlSagan—aunpasomásymásrápido,elpocotiempoquenosquedaparaentrarenacciónsenosescurriráentrelasmanos.

La Tierra no guarda silencio a este respecto; su historia está ahí, para que laleamos en el pródigo registro de las rocas. Durante miles de años hemos sido losuficientementesabioscomoparatratardeleerlahistoriadelaTierra,enunesfuerzoporentendernuestrohogar.Esperemosqueaprendamosatiempolalección.


ROBERTHAZEN(Maryland,EstadosUnidosdeAmérica-01denoviembre,1948)tienelacátedraClarenceRobinsondeCienciasdelaTierraenlaUniversidadGeorgeMasonyesinvestigadorseniorenelLaboratoriodeGeofísicadelInstitutoCarnegie,enWashington.EstudióGeologíaenelMITyposeeundoctoradoenCienciasde laTierraporHarvard.Esautordemásde350artículosespecializadosydenumerososlibros,entreelloselbestsellerScienceMatters.ActualmenteviveconsuesposaenGlenEcho,Maryland.


AGRADECIMIENTOS

Docenasdeamigosydecolegascontribuyeronaconcebiryadesarrollarestelibro.Estoy especialmente en deuda con cuatro científicos que acogieron la idea de laevoluciónmineral en2008, cuandoestabaen susprimerasetapas.ElmineralogistaRobertDowns,unviejoamigoycolaborador,mebrindósuvastaexperienciaeneltemadelanaturalezayladistribucióndelosminerales.ElpetrólogoJohnFerry,delaUniversidad JohnsHopkins, aquienconozcodesdenuestrosdíasde estudiantesdemaestría,contribuyóconunsofisticadomarcoteóricoparalanuevaaproximaciónala mineralogía. El geobiólogo Dominic Papineau, exmiembro posdoctoral delLaboratoriodeGeofísicayactualmenteacadémicodelBostonCollege,fueunodelosprimeros defensores de la idea de la evoluciónmineral y uno de sus críticosmásperspicaces, a pesar de las objeciones de sus otros mentores de Carnegie. Elgeoquímico Dimitri Sverjensy de la Universidad Johns Hopkins, mi colegaprofesionalmáscercanoenlosúltimosaños,aportóunaenormecantidaddeideasaldesarrollo conceptual de la evolución mineral. Estos cuatro amigos fueron losprimeros partidarios de la idea de la evolución mineral, y todos han sidocolaboradoreselocuentesyefectivos.Estelibronohabríasidoposiblesinsuayuda.

AprendimoscosasinvaluablesdelgeólogodelprecámbricoWouterBleaker,delaGeological Survey de Canadá; del experto en meteoritos Timothy McCoy, de laSmithsonian Institution, y de la autoridad en biomineralogía Hexiong Yang, de laUniversidad de Arizona. Ellos nos acompañaron en la publicación inicial de estasideas. Las colaboraciones posteriores con David Azzolini, Andrey Bekker, DavidBish, Rodney Ewing, James Farquhar, Joshua Golden, Andrew Knoll, MelissaMcMillan,JolyonRalphyJohnValleyhanamplificadoelconceptoynoshanllevadoendireccionesnuevasyemocionantes.EstoyespecialmenteagradecidoconEdwardGrew, cuyos estudios sobre la evolución de los minerales de los elementos rarosberilioyborohallevadoelcampoaunnuevonivelcuantitativo.

Nopodríahaberemprendidolaescrituradeestelibrodenoserpormismuchoscolegasenelcampodeestudiodelorigendelavida.Misagradecimientosespecialespara Henderson James Cleaves, George Cody, David Deamer, Charlene Estrada,CarolineJonsson,ChristopherJonsson,NamheyLee,KatarynaKlochko,ShoheiOnoy Adrian Villegas-Jimenes. También me beneficié enormemente de miscolaboraciones con el paleontólogo deHarvardAndrewKnoll y con varios de sussocios,enparticularCharlesKevinBoyceyNoraNoffke,asícomoNeilGupta.

Recibí un apoyo infatigable demis colegasConnieBertka,AndreaMagnumyLaurenCyran,delObservatoriodeCarbonoProfundo,asícomodeJesseAusubeldelaAlfredP.SloanFoundation,queproporcionóunapoyomuygenerosoparalanzar


esteesfuerzoglobal.Aelloslestocóaguantarmisdistraccionesmientrastrabajabaeneste libro. Mis colegas en la Universidad George Mason, en especial RichardDiecchio,HaroldMorowitzyJamezTrefil,entablaronconmigomuchasdiscusionesestimulantes durante el desarrollo del concepto de la evolución mineral. TambiénestoyagradecidoconRussellHemley,directordelLaboratoriodeGeofísica,quemehaofrecidounapoyoincondicionalparalarealizacióndeesteproyecto.

Muchos científicosmeofrecieron asesoría e información invaluablesdurante lainvestigación para este libro.Agradezco a Robert Blankenship,AlanBoss, JochenBrocks, Donald Canfield, Linda Elkins-Tanton, Erik Hauri, Linda Kah, LynnMargulis,KenMiller,LarryNittler,PeterOlson,JohnRogers,HendrickSchatz,ScottShepard,SteveShirey,RogerSummonsyMartinvanKranendonk.

LeagradezcoalaeditorialVikingyalequipodeproducciónsuentusiasmoysuprofesionalismoduranteeldesarrollodeestaobra.AlessandraLusardifuesuprimeradefensora yme dio consejos fundamentales durante su fase de desarrollo. LizVanHoosemeproporcionóunaguíaeditorialinvaluableyacompañóelmanuscritohastasuestadodefinitivoconcreatividad,eficienciaybuenhumor.TambiénmegustaríaagradeceraBruceGiffordsyaJanetBiehl.

LaideaoriginaldeestelibrofuedesarrolladaencolaboraciónconEricLupferdeWilliamMorrisEndeavor, queme ha proporcionado un análisis reflexivo, asesoríaoportunayapoyoconstanteencadaetapadelproyecto.Estoyendeudaconél.

Margaret Hazen me ayudó durante el desarrollo de la idea de la evoluciónmineral, desdemucho antes de suprimera aparición, el 6 dediciembrede2006, yhastalapresentacióndeestevolumen.Suojodeáguilaysucontagiosoentusiasmoenelcampo,sussabiosconsejosysuscríticasincisivasdetodosmismanuscritos,sualegría espontánea y su simpatía en respuesta a los éxitos y a los fracasos de unaintensacarreracomoinvestigadorhanmantenidovivoesteesfuerzo.


Notas


[*]ElataqueaPearlHarbor(N.delaT.)<<


[†]DíadelaDeclaracióndeIndependenciadeEstadosUnidos(N.delaT.)<<


[*]Aunqueconfrecuenciaseatribuyenalosdiscursosde2002deDonaldRumsfeld,estas citas aparecieron por primera vez en el prefacio del libro que escribí conMaxineSinger,Whyaren’tblackholesblack?,(¿Porquénosonnegroslosagujerosnegros?),publicadoen1997.<<


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