La Tierra primitiva y su transformación en un planeta habitable Evidencias del registro geológico (rocas y minerales

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  La Tierra primitiva y su transformaciónen un planeta habitable Evidencias del registro geológico(rocas y minerales)  La Tierra primitiva y su transformación en un planeta habitable Gómez, Fernando JavierLa Tierra primitiva y su transformación en un planeta amigable : evidencias delregistro geológico : rocas y minerales. - 1a ed. - Córdoba : Agencia Córdoba Ciencia,2007.28 p. : il. ; 29x21 cm. - (Programa de Divulgación Científica para la Enseñanza delas Ciencias CORDOBENSIS)ISBN 978-987-1353-05-7 1. Geología. 2. Recursos Minerales. 3. Enseñanza de las Ciencias. I. TítuloCDD 551.07AutorFernando J. GómezEsta publicación ha sido editada por el Área de Promoción Científica de laAgencia Córdoba Ciencia S.E.Primera edición: Noviembre de 2007Hecho el depósito de ley.Impreso en Argentina - 20071000 ejemplaresTodos los derechos reservados.Prohibida su reproducción total o parcial.  Introducción El famoso astrónomo Carl Sagan y la periodista Ann Druyan en su libro Sombras de antepasados olvi-dados citan a un antiguo abad budista (Nanrei Kobori), quien dice “Dios es una creación del hombre. Por  lo tanto, la naturaleza de Dios no es más que un misterio poco profundo. El misterio profundo es la natu- raleza del hombre”  . Muchos pueden o no estar de acuerdo con esta concepción sobre la naturaleza de Dios,pero lo real en esta afirmación es que la naturaleza del hombre y su srcen son un misterio profundo, queha desvelado durante siglos –y continúa haciéndolo– a las mentes más brillantes del planeta. El srcen delhombre obviamente está ligado al srcen de la vida y, por lo tanto, al srcen del universo. Si bien la cienciaha avanzado de manera increíble en este último siglo, apenas estamos empezando a comprender cuáles sonlas leyes y principios que dieron forma a este universo inmenso y, en su mayor parte, inexplorado. Lo que sí sabemos es que somos el resultado de millones de años de una danza evolutiva donde, apartir del agrupamiento de unas pocas moléculas más una chispa de energía, comenzó a palpitar la vida.De ahí hacia adelante, y en el transcurso de más de 3.500 millones de años, una cadena de aconteci-mientos (en ocasiones fortuitos) controlados por leyes que apenas estamos empezando a comprender,condujo hacia nosotros y nos dio la capacidad de preguntarnos sobre nuestro srcen.Si pudiéramos viajar atrás en el tiempo y ver cómo era la Tierra en sus inicios, seguramente no la reco-noceríamos. Una atmósfera enrarecida y compuesta de gases nocivos para nosotros (que algunos paísesestán hoy tratando de evitar mediante tratados como el protocolo de Kyoto) la habrían hecho irrespirable.Estos gases, debido al tipo de radiación que son capaces de absorber y reflejar, le habrían dado un colormuy diferente a nuestro tranquilizante azul cielo. Un débil Sol, nuestro eterno amigo y sin el cual la vidatal como la conocemos no sería posible, brillando un 30 % menos de su capacidad actual habría sido tam-bién irreconocible y extraño para nosotros. El constante bombardeo de cuerpos celestes extraños y leja-nos, en ocasiones del tamaño de planetas y con una fuerza que difícilmente podamos imaginar, junto aenormes cataclismos volcánicos, habrían hecho de la superficie de la Tierra un lugar poco placentero paravivir. Tremendas glaciaciones, que cubrieron casi completamente de hielo la Tierra, nos hacen compren-der que somos una especie afortunada y que actualmente vivimos en un planeta realmente acogedor.Como puede verse, la Tierra no siempre fue tal cual la conocemos, ya que la naturaleza cambia y se trans-forma constantemente.Gran parte de toda esta historia está implícita en el registro geológico, las rocas. Esos aglomeradosinertes de minerales guardan los secretos sobre el srcen de la Tierra y la vida y, por lo tanto, sobre nues-tro srcen. En su interior está escrito cómo fueron transformándose una a la otra para llegar al mundo queconocemos. Geólogos, geoquímicos, geofísicos, biólogos y paleobiólogos trabajan arduamente para des-entrañar esta historia que permanece encerrada de manera críptica en las rocas.Las condiciones que reinaban en los inicios de la Tierra y bajo las cuales se inicióla vida, no se diferencian demasiado de las condiciones actualmente reinantes en otrosplanetas de nuestro sistema solar o de otros sistemas solares de nuestra galaxia y queconsideramos “deshabitados”. De ahí que surja la deducción obligada: si las condicio-nes que dieron srcen a la vida en la Tierra pudieran darse en otros rincones del Universo; entonces, la 1 Evidencias del registro geológico (rocas y minerales) Nuevas disciplinas como laGeobiología y la Exo-Astro-biologíaestán surgiendo y abriendo camposaún inexplorados para los científicos.  vida sería más común de lo que imaginamos. Probablemente en esas rocas de apariencia inerte que lle-gan a la Tierra en forma de meteoritos y en el material que recolectan las misiones espaciales, podamosencontrar rastros de compuestos orgánicos similares a los que dieron srcen a la vida en la Tierra. En esta contribución nos enfocaremos en la historia temprana de la Tierra, momento en que se pro-dujeron una serie de acontecimientos que fueron esenciales para la vida, y cuyo surgimiento ha cambia-do al planeta para siempre. Analizaremos fundamentalmente el registro geológico, pues en las rocas yminerales presentes en la Tierra se encuentran rastros de esta historia, constituyendo un archivo invalua-ble sobre nuestro srcen. El srcen del universoy nuestro sistema solar ¿Cuándo y cómo se srcinó el universo? Las teorías cosmológicas modernas mencionan que el universo se inició hace aproximadamente unos12.000 - 13.500 millones de años (12-13.5 Ga = Giga años donde 1 Giga = 10 9 ), en una gigantesca explo-sión conocida como Big Bang, a partir de un punto infinitamente pequeño donde toda lamasa y energía del universo se hallaba concentrada, y se denomina singularidad ( Figura1 ). A partir de esa explosión se inicia el tiempo, se generan la materia y las fuerzas funda-mentales de la naturaleza; el universo comienza a expandirse y empieza a existir como tal.Los elementos químicos que conocemos, los ladrillos fundamentales de la materia quecomponen el universo, se habrían iniciado en varias etapas durante el Big Bang y con pos-terioridad a él, en un proceso denominado nucleosíntesis . Figura 1: Representación esquemática del ori-gen del universo a partir del Big Bang. Los ejes Xe Y corresponden a dimensiones espaciales y eltercer eje corresponde al tiempo. Nótese laseparación progresiva de las galaxias a medidaque transcurre el tiempo. 2 La Tierra primitiva y su transformación en un planeta habitable La teoría del Big Bang se basaprincipalmente en dos observa-ciones: la relación entre el des-plazamiento hacia el rojo en laradiación proveniente de lasestrellas (efecto Doppler) y ladistancia (que indica que el uni-verso se está expandiendo), y laradiación cósmica de fondo,remanente de la gran explosiónregistrada accidentalmente en1965 por los radioastrónomosArno Penzías y Robert Wilson.  ¿Cómo nació el Sol? El sol y los planetas de nuestro sistema solar se habrían formado a partir de una nube de gas y polvoincandescente, de forma irregular, que rotaba lentamente en este universo en continua expansión. Estahipótesis es conocida como Teoría Nebular . Debido a la acción de la gravedad la nubecomenzó a contraerse. Esto aceleró la velocidad de rotación de las partículas (tal comouna patinadora aumenta su velocidad de giro cuando acerca sus brazos al cuerpo), ydeformó la nube transformándola en un disco rotante. Debido a la acción de la grave-dad, la materia comenzó a concentrarse en el centro, volviéndose cada vez más densa y caliente y se conformó el Sol primitivo. Bajo elevadas condiciones de presión y tem-peratura (varios millones de grados centígrados) las reacciones de fusión nuclear se ini-ciaron y los átomos de hidrógeno (H) se fusionaron para formar átomos de helio (He).Ésta es una reacción exotérmica (es decir, libera energía) que transforma parte de la masa en energía,según la famosa ecuación de Albert Einstein: E= mc 2 , donde E es energía, m es masa y c es la velocidadde la luz (próxima a 300.000 km/seg). La energía así liberada crea una tendencia a la expansión termal,que se equilibra con la tendencia al colapso gravitatorio. Es el momento en que la estrella que conocemoscomo Sol ha nacido. ¿Cómo surgieron los planetas? Si bien la mayor parte de la masa de la nebulosa srcinal se encontraba concentrada en este Sol ennacimiento, una nube de gas y polvo conocida como nebulosa solar se encontraba rodeando al Sol. Lanebulosa solar rotaba y seguía achatándose y aproximándose más a la forma de un disco. A medida quese enfriaba, los gases comenzaban a condensarse, y se transformaban a sus fases líquidas y sólidas. La gra-vedad comenzó a atraer las partículas de polvo y material en condensación, que empezaron a colisionarentre sí, se aglomeraron y formaron cuerpos de unos pocos kilómetros, conocidos como planetesimales .Luego de numerosas colisiones, los planetesimales fueron agregándose aún más para con-formar cuerpos de mayor masa y con órbitas definidas, finalmente constituyeron los ochoplanetas que hoy vemos en nuestro sistema solar (exceptuando Plutón). Fue un momen-to realmente caótico en la historia temprana de nuestra Tierra. Así fue como nacieron los planetas internos , cercanos al Sol: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, conocidos como planetas “terres-tres” y formados de metales y rocas; y los planetas externos , más alejados del Sol: Júpiter, Saturno, Urano,Neptuno y Plutón. Los planetas externos, aunque hechos de núcleos rocosos, se encuentran compuestosprincipalmente por hidrógeno, helio y otros elementos livianos remanentes de la nebulosa srcinal. Segúncálculos teóricos, todo este proceso de conformación del sistema solar habría llevado poco más de 100millones de años (Ma) y habría ocurrido hace aproximadamente 4.56 Ga (que es la edad de los meteori-tos más antiguos conocidos).  Y la Luna, ¿cómo se formó? La Luna se habría srcinado hace unos 4.51 Ga, a partir del impacto de un cuerpo de dimensión lige-ramente superior a la de Marte (conocido como Theia, que en mitología griega es la madre de Selene, laLuna) y que habría colisionado con la Tierra durante el momento final de acreción: Teoría del Impacto Evidencias del registro geológico (rocas y minerales) 3 La gravedad es la fuerza de atracciónentre dos cuerpos, proporcional alproducto de sus masas (m 1 y m 2 ) einversamente proporcional al cuadra-do de la distancia (r), expresadamatemáticamente por Isaac Newtoncomo F = Gm 1 m 2  /r 2 donde G =constante cosmológica.La Unión Astronómica Internacionalrecientemente degradó a Plutón ala categoría de planeta enano.
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