La Tierra es un planeta muy especial, por el hecho de estar habitado… pero ¿qué la mantiene habitable? Nuestro planeta se ha mantenido en este estado durante miles de millones de años. Se debe a un proceso químico complejo, cambiante, que hace que nuestro planeta sea así…
La Tierra es habitable desde hace miles de millones de años
Un grupo de investigadores ha analizado el ciclo biogeoquímico que mantiene la Tierra habitable. El ciclo de elementos entre los océanos, la atmósfera y la tierra desempeña un papel clave para mantener el clima estable. Sin embargo, es tan complejo que, generalmente, se intenta aislar partes de ese ciclo para comprender mejor cómo funciona. La novedad es que este trabajo ofrece una perspectiva diferente. Los investigadores ofrecen una visión mucho más amplia, desde un punto de vista simplificado, con la ayuda de diferentes herramientas.
Esto les permite destacar las relaciones entre los diferentes ciclos químicos que, hasta ahora, eran difíciles de detectar. Esta estrategia proporciona una nueva manera de identificar los bloques fundamentales de estabilidad en los componentes químicos del clima de la Tierra. Es decir, la base con la que el clima puede estabilizarse en una escala geológica, debido al movimiento de elementos entre océano, atmósfera y rocas. Los investigadores destacan que es una manera elegante de tratar un problema que es muy grande y complejo.
En ocasiones podemos olvidarnos de que la Tierra ha albergado vida compleja desde hace cientos de millones de años. Sin embargo, esa estabilidad nunca ha estado garantizada. Basta con fijarse en las condiciones que encontramos en Venus y Marte. No podemos olvidar que se formaron a partir de los mismos materiales. Sin embargo, ahora mismo, ni siquiera son capaces de albergar agua en estado líquido. Así que, ¿cuál es la clave? Un aspecto muy importante es el ciclo de elementos como el carbono, azufre y el calcio.
La importancia del ciclo de los elementos
Estos elementos se mueven entre la tierra, el océano y la atmósfera de una manera que ha mantenido las condiciones estables, en la superficie terrestre, durante cientos de millones de años. Por ejemplo, se plantea que la temperatura del planeta se mantiene, en parte, por el movimiento del carbono, gradualmente, entre las tres zonas. Cuando el dióxido de carbono se acumula en la atmósfera, y calienta la superficie, provoca que las rocas se rompan más rápido. Esto provoca que el carbono se mueva al océano y, en consecuencia, a las rocas del lecho oceánico.
A lo largo de millones de años, el planeta se enfría gradualmente a medida que el carbono abandona la atmósfera. Desenmarañar estos ciclos ha sido un trabajo de décadas. Es muy complejo porque los ciclos duran millones de años, cambian constantemente, afectan a todo el planeta e interactúan entre sí constantemente. Es un rompecabezas tan amplio que, generalmente, solo se analizan partes del todo. Lo típico es analizar una pequeña cantidad de ciclos de elementos, o un conjunto más pequeño de todas las interacciones.
El problema de esta estrategia es que, cuando falta una pieza, los investigadores se ven obligados a realizar diferentes suposiciones. De ahí que, en este caso, los autores se preguntasen si esto podría oscurecer la imagen global de cómo esas interacciones permiten la estabilidad de las condiciones del planeta. Por ello, han llevado a cabo un análisis matemático en el que han tenido en cuenta un gran conjunto de reacciones químicas que implican a los principales ciclos químicos. Si bien no han especificado cuánto, o cómo, interactúan esos ciclos entre sí.
El mecanismo que mantiene la Tierra habitable es muy complejo
El resultado de todo esto es un marco de trabajo que identificar las combinaciones, grandes y pequeñas, que permiten que el carbono esté en equilibrio, así como las relaciones entre sí. Algo que no se había logrado hasta ahora. Al verlo de esta manera, el clima terrestre se puede representar como un conjunto de ecuaciones químicas interconectadas, que deben equilibrarse a lo largo de ciertos períodos. Los autores han explicado que su trabajo es útil para seguir estudiando la historia de la Tierra, así como la forma en la que ha cambiado el clima.
Así, plantean por ejemplo que podemos preguntarnos por qué ha cambiado el clima en el pasado. A lo largo de los últimos 65 millones de años, el planeta se ha enfriado. Este marco de trabajo, añaden, puede utilizarse para plantear que si un proceso aumenta o disminuye, debería provocar que otro también se vea afectado (o tenga lugar). O, quizá, algún otro mecanismo sería el responsable de mantener las condiciones. Así que es necesario, en esencia, tener en cuenta todas esas posibles combinaciones para entender qué sucede.
Con esta predicción, dicen, es posible buscar evidencias del funcionamiento de todo el sistema geoquímico. También se pueden observar las relaciones entre diferentes ciclos químicos al tomar una perspectiva global. Este análisis, añaden, ha identificado una nueva manera de equilibrar el flujo de carbono entre el océano y la atmósfera, mientras se acumula oxígeno en la atmósfera. Este trabajo ayudará a comprender cómo la Tierra mantiene esa condición estable a lo largo de miles de millones de años, que permite que la vida pueda existir…
Estudio
El estudio es P. Cosslett, M. Torres, W. Fischer et al.; «Balance and imbalance in biogeochemical cycles reflect the operation of closed, exchange, and open sets». Publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences el 13 de marzo de 2024. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
