¿Podemos encontrar mundos con atmósferas respirables por seres humanos? Un grupo de investigadores ha intentado obtener esa respuesta, y ha llegado a la conclusión de que podrían ser más comunes de lo que se pensaba hasta el momento…
Atmósferas respirables más allá de nuestro planeta
Cuando pensamos en vida en otros lugares, sea del Sistema Solar o de la Vía Láctea, asumimos que habrá atmósferas respirables. Es decir, tendrán una composición muy similar a la de la Tierra y, por tanto, un ser humano no necesitaría protección en el exterior (suponiendo que el resto de condiciones sean apropiadas). Sin embargo, desde hace algún tiempo, lo que se está viendo parece indicar que las atmósferas respirables podrían ser bastante escasas. Algo que lleva a una pregunta lógica: ¿hasta qué punto tenemos una excepción?
Es decir, ¿ocurrió algo excepcional que hizo que la atmósfera de nuestro planeta tuviese una cantidad de oxígeno mucho más alta de lo normal? Porque si es así, querría decir que estamos ante una rareza y que, por tanto, no podemos esperar encontrar mundos en los que podamos vivir sin necesidad de utilizar una máscara especial para poder respirar. La historia de nuestro planeta muestra que el aumento de oxígeno, hasta los niveles actuales, no sucedió con facilidad. Tuvo lugar en tres grandes etapas, que permitieron llegar a donde estamos.
El nivel de oxígeno, en océanos y atmósfera, aumentó en primer lugar con la Gran Oxidación, hace unos 2400 millones de años. Posteriormente llegó la oxigenación del Neoproterozoico, hace unos 800 millones de años. Finalmente, la Oxigenación del Paleozoico, hace 400 millones de años, provocó que el oxígeno aumentase hasta el 21% de la composición total de la atmósfera. Pero qué lo provocó exactamente no está tan claro como podría pensarse. Por un lado, parece evidente que los organismos tuvieron mucho que ver, pero también los procesos geológicos.
La Tierra terraformada
En cierto modo (y con cierto tono irónico) podríamos decir que esos organismos terraformaron nuestro planeta. A fin de cuentas, el proceso supone convertir un mundo, que no es habitable para nosotros, en un lugar acogedor. Sea como fuere, la aparición de bacterias fotosintéticas, en los océanos, hizo que se convirtiesen en la principal fuente de creación de oxígeno a lo largo de la historia de la Tierra. Hace unos 400 millones de años, las plantas terrestres aumentaron el oxígeno en la atmósfera a través de la fotosíntesis terrestre.
Ocuparon la función, así, de las bacterias fotosintéticas. Esto, por lo menos, en lo referente a los procesos biológicos que contribuyeron a la oxigenación de la atmósfera. Pero, por otro lado, también se ha planteado que los cambios en las placas tectónicas, así como las erupciones volcánicas más grandes, han estado relacionadas con esos procesos de oxigenación. Si lo valoramos en su conjunto, sugeriría que las condiciones actuales son fruto de un gran golpe de suerte. Si no hubiese aparecido según qué organismo, o no hubiese alguna erupción, no tendríamos esta atmósfera.
Así que un grupo de investigadores ha intentado entender si realmente es así. ¿Es todo fruto de una gran cadena de casualidades? Si es así, las atmósferas respirables podrían ser poco abundantes. Por otro lado, si existe alguna otra posibilidad, podríamos descubrir que no hay nada especial sobre la atmósfera de nuestro planeta. Así que, con esto en mente, crearon un modelo por ordenador incluyendo los ciclos de carbono, oxígeno y fósforo. La conclusión a la que han llegado es que, en realidad, todo puede explicarse por el funcionamiento del planeta.
¿Golpe de suerte o consecuencia inevitable?
Según los investigadores, no haría falta ningún evento excepcional para llegar a la atmósfera que tenemos en la Tierra. Así, explican que algo que se suele ignorar, en las teorías sobre cómo se produjo esa gran oxigenación, es el papel del fósforo. Es un nutriente muy importante para las bacterias y algas fotosintéticas en el océano. La cantidad de fósforo marino controla cuánto oxígeno se produce. Es algo que, añaden, sigue sucediendo a día de hoy, y que viene produciéndose desde la aparición de los microbios fotosintéticos hace 3000 millones de años.
La fotosíntesis en el océano depende del fósforo. Pero un nivel alto de fosfatos puede provocar que el oxígeno se consuma en las profundidades, en un proceso llamado eutrofización. Cuando esos microbios mueren, se descomponen, consumiendo oxígeno del agua. La caída del nivel de oxígeno provoca que los sedimentos liberen más fósforo. Es un bucle que elimina oxígeno rápidamente. Es decir, es un proceso que provoca que la cantidad de oxígeno disponible en el océano cambie rápidamente. Pero hay otro proceso que sumar.
Porque, a lo largo de la historia de la Tierra, la actividad volcánica ha liberado gases que reaccionan con el oxígeno y lo retiran de la atmósfera. Con el paso del tiempo, esos gases han disminuido por el enfriamiento del manto. Los modelos de los investigadores indican que esa reducción de esos procesos, junto a la aparición de la vida fotosintética, es suficiente para explicar cómo se puede producir un gran aumento de la cantidad de oxígeno en la atmósfera. Además, su evolución es similar a la que se observa en la atmósfera de la Tierra.
Una receta para atmósferas respirables
Por tanto, el modelo explicaría cómo se puede producir esa oxigenación sin necesidad de que ocurra una serie de eventos y fenómenos más o menos extraordinarios. Los investigadores también añaden que encaja con la oxigenación del océano, que parece haber pasado por multiples episodios de oxigenación y desoxigenación antes de que terminasen alcanzando los niveles que muestran en la actualidad. Por tanto, no hace falta ninguna secuencia especialmente complicada para obtener atmósferas respirables en otros mundos.
Si están en lo correcto, parece que la oxigenación de la atmósfera de la Tierra era inevitable con la aparición de la vida fotosintética. Por lo que, cabe suponer, en otros mundos de la Vía Láctea podría haber atmósferas respirables. Eso sí, siempre que tengan vida fotosintética que pueda permitir que lleve a cabo ese proceso. Esto, por supuesto, atañe específicamente a la vida tal y como la conocemos en la Tierra. Pero no hay que olvidarlo, es la única vida que conocemos. La única receta que sabemos que funciona.
¿Cuál es la probabilidad de que, en esos posibles mundos, haya aparecido la vida? Y, si ha aparecido, ¿cuál es la probabilidad de que evolucionen organismos fotosintéticos? Es algo que todavía no se puede estimar y, por tanto, no se puede saber hasta qué punto podrían ser realmente abundantes. Lo interesante de todo esto es que, en realidad, no hacen falta muchos requisitos únicos y excepcionales para producir una atmósfera como la nuestra. Pero una cuestión completamente diferente, sin embargo, sigue siendo con qué frecuencia aparece la vida…
Estudio
El estudio es L. Alcott, B. Mills y S. Poulton; «Stepwise Earth oxygenation is an inherent property of global biogeochemical cycling». Publicado en la revista Science el 13 de diciembre de 2019. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: The Conversation
