La Luna fotografiada a traves de las capas de la atmósfera por la ISS. NASA 2003

La estratosfera de la Tierra no es un lugar en el que habitualmente se piense como un ambientes hospitalarios. Alta, seca y fría, la estratosfera es la capa justo por encima de donde se producen la mayor parte de los fenómenos atmosféricos y se extiende desde unos 10 km a 50 km sobre la superficie de la Tierra. Las temperaturas en las capas mas bajas rondan los -56ºC de media y las corrientes de aire llegan a los 150 kilómetros por hora. La densidad atmosférica está por debajo del 10% de la que se encuentra a nivel del mar y el oxigeno se encuentra en forma de ozono, el cual protege la vida del planeta de la radiación ultravioleta.

Suena como un gran lugar para buscar vida, ¿verdad? El biólogo David Smith, de la Universidad de Washington, cree que sí y él y su equipo han encontrado “los microbios de cada dominio principal” viajar dentro corrientes de aire en la atmósfera superior.

Smith, investigador principal del proyecto, está trabajando para hacer un censo de la vida a más de 10 kilómetros sobre el suelo. Mediante el uso de globos meteorológicos a gran altitud y las muestras recogidas en el observatorio del monte Bachelor en Oregon, Smith tiene como objetivo descubrir qué tipo de microbios se encuentran en la alta atmósfera, cuántos son y dónde puede haber venido.

Aunque existen informes de microorganismos a mas de 70 kilómetros de altura desde la década de 1930, Smith pone en duda la validez de algunos de los datos antiguos ya que los microbios podrían haber sido transportados por los artefactos que tomaron los datos. “Apenas hay controles de esterilización que se nombren en dichos estudios”, dijo Smith.

Sin embargo, aunque algunos investigadores han sugerido que los microbios podrían haber venido del espacio exterior, Smith cree que son de origen terrestre. La mayoría de los microbios descubiertos hasta ahora son las esporas bacterianas, organismos extremadamente resistentes que pueden formar una capa protectora alrededor de sí mismos y por tanto sobreviven las bajas temperaturas, condiciones secas y altos niveles de radiación que se encuentran en la estratosfera. Las tormentas de polvo o huracanes podrían entregar las bacterias en la atmósfera, donde se forman las esporas y son transportadas por todo el mundo.

Si las esporas aterrizan en un entorno adecuado tienen la posibilidad de sobrevivir y multiplicarse.

Aunque la recogida de estos organismos a gran altura es difícil, Smith confía en que esta investigación muestre cómo la vida básica, pueden viajar largas distancias y sobrevivir incluso a los entornos más exigentes y no sólo en la Tierra sino posiblemente en otros mundos como el suelo desecado de Marte.

“Todavía tenemos ni idea en dónde trazar la frontera de la altura de la biosfera”, dijo Smith. Esta investigación va a resolver cuánto tiempo puede permanecer la vida en la estratosfera y qué tipo de mutaciones se pueden heredar mientras está en el aire.

Fuente: Universe Today

Un equipo distinto de científicos también descubrió una serie de moléculas relacionadas con un proceso biológico fundamental, apoyando la teoría de que las primeras formas de vida en la Tierra pudieron haberse formado gracias a compuestos procedentes del espacio. Estas investigaciones habían revelado la existencia de bloques químicos necesarios para de la vida en los meteoritos, como los aminoácidos que forman las proteínas. Rocas espaciales como estas pueden haber sido una fuente imprescindible de compuestos orgánicos que dieron lugar a la vida en la Tierra.

Representación artística

Los investigadores también han encontrado bases nucleótidos, ingredientes clave en el ADN, en los meteoritos mencionados al principio. Sin embargo, ha sido muy difícil demostrar que estas moléculas no proceden de una contaminación terrestre.

“Los científicos han estado encontrando bases nucleótidos en meteoritos en los últimos 50 años y han estado tratando de determinar si son o no de origen biológico”, según dijo el co-autor del estudio Jim Cleaves, químico del Carnegie Institution of Washington.

Para ayudar a confirmar si las bases nucleótidos vistas en meteoritos son de origen extraterrestre, los científicos utilizaron las últimas técnicas de análisis en muestras de una docena de meteoritos (11 meteoritos ricos en materia orgánica llamados condritas carbonáceas y uno de ureilite un tipo muy raro de meteorito con una composición química diferente). Esta fue la primera vez que todos, menos dos de estos meteoritos habían sido analizados para buscar bases nitrogenadas.

Las técnicas analíticas comprobaron la masa y otras características de las moléculas para identificar la presencia de bases nitrogenadas extraterrestres y comprobar que no eran de origen terrestre.

Dos de las condritas carbonáceas contenían una gran variedad de bases nitrogenadas y compuestos estructuralmente similares conocidos como bases nucleótidos análogas. Curiosamente, tres de estas bases nucleótidos análogas son muy poco comunes en la biología de la Tierra y no fueron halladas en muestras de suelo y el hielo de las zonas cercanas donde los meteoritos fueron recogidos.

“Encontrar los compuestos de bases nucleótidos poco comunes en la bioquímica de la Tierra, apoyan la teoría de tener un origen extraterrestre”, dijo Cleaves.

“Al inicio de este proyecto, parecía que las bases nucleótidos eran una contaminación terrestre y estos resultados son sorprendentes para mí”, según el director del estudio Michael Callahan, químico y astro biólogo en el centro de la NASA Goddard Space Flight Center.

Los experimentos en laboratorio, mostraron que la reacciones químicas de amoniaco y cianuro, compuestos comunes en el espacio, podría generar bases nucleótidos y bases nucleótidos análogas muy similares a las encontradas en las condritas carbonáceas. Sin embargo, las concentraciones de estos compuestos en las pruebas de laboratorio y en los meteoritos son diferentes, lo cual podría deberse a determinadas condiciones químicas y térmicas del espacio.

Este descubrimiento revela que los meteoritos podrían haber sido herramientas químicas, dando a lugar los bloques necesarios para que surgiera la vida en la Tierra, según Cleaves.

“Todo esto tiene unas implicaciones importantes en los orígenes de la vida en la Tierra y potencialmente, en otro lugares, dijo Callahan. “¿Pudieron haber sido transferidos estos compuestos orgánicos a otros sitios donde pudieran ser útiles? ¿Pueden otro tipo de compuestos usarse para construir otras cosas?”

En un estudio diferente, los investigadores descubrieron moléculas que forman parte de un proceso biológico vital, el ciclo del acido cítrico, en una serie de condritas carbonatadas.

El ciclo del acido cítrico es considerado por muchos expertos como el proceso biológico más antiguo, según el coautor del estudio George Cooper, químico del Ames Research Center de la NASA. “Una de las funciones de este ciclo es la respiración, cuando los organismos emiten dióxido de carbono”.

“Es apasionante encontrar compuestos extraterrestres de 4.6 mil millones de años que pudieran haber jugado un papel importante en las primeras etapas de la vida”, añadió Cooper.
Cleaves, Cooper y sus colegas detallaron sus descubrimientos en dos artículos online el 8 de agosto en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fuente: Space.com

Representación artística

Según ha explicado el equipo responsable de la investigación los antiprotones pueden chocar contra las moléculas que componen la atmósfera de la Tierra creando una lluvia de partículas, muchas de las cuales se quedan atrapadas en el campo magnético de los cinturones de Van Allen, formados de materia “normal” atrapada.

En este sentido, destacan que la antimateria se “aniquila” si entra en contacto con los protones normales, por lo que, para los investigadores, este anillo es la evidencia de que las bandas de antiprotones, análogas a los cinturones de Van Allen, retienen la antimateria en el lugar, al menos hasta que encuentran a la materia normal de la atmósfera y “mueren”.

“Los antiprotones atrapados se pueden perder en las interacciones con los componentes atmosféricos, especialmente a bajas altitudes, donde la aniquilación se convierte en el mecanismo de la pérdida principal”, explica el trabajo, que añade que “por encima de una altura de varios cientos de kilómetros, la tasa de pérdida es significativamente menor, lo que permite que se produzcan una gran cantidad de antiprotones”.

Los expertos destacan que, además de confirmar el trabajo teórico que había predicho desde hace tiempo la existencia de estas bandas de antimateria, las partículas también podrían ser una fuente de combustible novedoso para las futuras naves espaciales, una idea que se analiza en un informe para el Instituto de la NASA de Conceptos Avanzados.

Fuente: Europa Press

Representación del Capitolio de Washington en un mundo post-apocalíptico.

En el momento en que Fotheringay da la orden, el infierno se desata. “Cuando el señor Fotheringay había detenido la rotación del planeta, no había pensado en las cosas que hay en la superficie”, escribió Wells. “Todo ser humano, cada criatura viviente, cada casa y cada árbol, todo el mundo tal y como lo conocemos, había sido aplastado y destruido por completo”.

A Wells le gustaba a jugar a ser Dios con el planeta en su ficción, pero dichas fantasías son buenas sólo como entretenimiento. Estos escenarios que Wells creó merecen la pena ser explorados para que sepamos cómo funciona el mundo real, según Neil Comins, un astrofísico de la Universidad de Maine en Orono. En su nuevo libro ¿Que pasaría si la Tierra tuviera dos lunas?, Comins hace que la Tierra estuviera en circunstancias muy diferentes para ver como podría haber sido su entorno. “Pensar en que podía haber pasado o puede pasar, nos da una mejor perspectivo sobre cómo son las cosas”, dijo.

Por tanto, ¿qué extraños escenarios podrían alterar drásticamente nuestro mundo y cuál sería el resultado?

El jugar con la Luna es un buen punto de partida. La Luna ha tenido una enorme influencia sobre nuestro planeta, sin contar con el cataclismo que ocurrió en el planeta y que dio lugar a su formación. El consenso científico es que un objeto del tamaño de Marte, llamado Theia, chocó contra la Tierra hace unos 4.5 mil millones de años, expulsando los escombros a órbita. Estos residuos se juntaron en un lugar próximo a la decima parte de la distancia actual entre la Tierra y la Luna, es decir más o menos donde se sitúan los satélites geoestacionarios hoy en día. En torno a ese tiempo, la Tierra giraría en torno a su eje una vez cada ocho horas, pero las alteraciones gravitacionales con la Luna, incluyendo el efecto de las mareas, han reducido su velocidad de rotación a 24 horas.

¿Qué pasaría si la Luna no se hubiese formado? Las únicas mareas significantes que se producirían en la Tierra serian gracias al Sol, el cual podría haber incrementado la longitud de un día de ocho a doce horas. También podrías pesar menos también ya que aproximadamente un 10% de la masa de la Tierra se cree que procede de los residuos que Theia dejo tras el choche, por lo que la gravedad seria menor.

Formas de vida unicas

Sin la luna, la vida no podría haberse desarrollado tan rápido como lo hizo. La Luna recién nacida estaba tan cerca de la Tierra que podría haber formado mareas 1000 veces más altas que las actuales. Aquellas gigantescas mareas probablemente causaron que los océanos limpiasen los continentes, enriqueciéndose con minerales ayudando a crear la “sopa primordial” la cual dio paso a la vida.

Comins sospecha que la vida puedo haber surgido incluso sin la Luna, pero dice que no habría muchos animales adaptados para vivir en entornos con mareas o cazar o orientarse mediante la luz de la Luna. Aun hay mas, sin la gravedad lunar que estabilice la rotación de la Tierra, nuestro planeta podría haber acabado girando de lado como Urano. A lo largo de un año, la luz solar podría ir de un polo a otro y vuelta a empezar. “Virtualmente, todo ser vivo tendría que emigrar en un mundo así”, dice Comins. “La vida tendría que seguir la luz del Sol”.

Representación artística del choque de Theia con la Tierra.

El impacto de Theia podría, en teoría, haber creado más de una luna. ¿Habría alguna diferencia? Probablemente no. Incluso si los escombros hubieran formado dos cuerpos, los efectos gravitacionales habrían hecho que colisionaran tiempo antes de que las formas de vida complejas aparecieran sobre la Tierra hace 600 millones de años.

La única forma en la que la Tierra hubiera soportado una segunda luna a día de hoy (vamos a llamarla Luna2) sería si se hubieran capturado recientemente un par de cuerpos celestes que se encontrasen por sus alrededores. Esta circunstancia podría haber dejado a Luna2 en una órbita estable en torno a la Tierra, mientras que a su vez transfiere parte de su energía cinética a su compañero, lo cual lo empujaría hacia el espacio. La gravedad de Luna2 y su compañero habrían causado estragos durante su aproximación a la Tierra creando mareas gigantescas y erupciones volcánicas. El cielo se oscurecería con polvo y seria casi segura la certeza de una extinción masiva de gran parte de los seres vivos. Las cosas se calmarían eventualmente, sobre todo con la expulsión al espacio del compañero de Luna2.

Ahora supón que la Luna2 tiene el mismo tamaño que la Luna y que su órbita esté en el mismo plano y dirección, pero el doble de cerca de la Tierra.  Los supervivientes de la Tierra verían a este nuevo cuerpo el doble de tamaño que la Luna y unas cuatro veces más brillante, completando una órbita una vez cada 10 días. Cuando ambas lunas estén llenas, sería muy fácil leer un libro a media noche.

Pero no todo son buenas noticias: la Luna2 seguiría escupiendo lava. Los continuos cambios de las fuerzas gravitacionales debidas a la Tierra y a la luna original “masajearían” el interior de Luna2, manteniéndolo derretido y haciendo que expulse lava a través de volcanes y grietas de su superficie. “Seria espectacular, se podrían ver los brillantes ríos de lava desde la superficie de la Tierra”. Algunos chorros de lava serían propulsados con la suficiente fuerza para escapar del campo gravitatorio de Luna2 y caer en lo Tierra, haciendo de las noches claras un espectáculo de estrellas fugaces.

Las dos lunas estarían destinadas a chocar. Mientras que las interacciones de las mareas hacen retroceder a la luna 3.8 centímetros por año, Luna2 retrocedería más deprisa, alcanzando a la Luna original 1.5 mil millones de años después de la entrada en órbita de Luna2 en torno a la Tierra. Esta catastrófica colisión causaría una lluvia de escombros en la Tierra que causaría otra extinción masiva.

Otro de los escenarios de Comins, tiene una luna orbitando la Tierra en dirección opuesta y no en la misma dirección en la que la Tierra rota. Dada la forma en cómo nació la Luna, eso sería imposible: si Theia hubiera llevado el suficiente impulso para que la Luna orbitase en dirección opuesta, es casi seguro que se habría producido la destrucción de la Tierra en el proceso, según el argumento de Comins.

Por tanto, una luna orbitando en dirección contraria (llamémosla Anul) solo podrá existir si hubiera sido capturada de un par de objetos celestes. De acuerdo con Comins, eso es muy improbable pero no imposible. Supongamos que Anul tiene la misma masa que nuestro satélite y orbita a la misma distancia y con el mismo periodo, pero en dirección opuesta. En este contexto, el periodo de rotación de la Tierra seria mayor, completando un giro cada 12 horas.

La compleja iteración gravitacional entre el planeta y Anul, haría que esta última se dirigiera gradualmente en espiral hacia la Tierra, haciendo que su órbita sea mas rápida y mas elíptica aun. Mientras tanto, el ratio de rotación de la Tierra se disminuiría progresivamente a cero, antes de empezar a girar en dirección contraria.

Mientras que la rotación de la Tierra va desacelerando, los días se volverían progresivamente tan largos como un año solar, causando un extremo calentamiento en la cara donde es de día y un enfriamiento extremo en la zona nocturna. Pero este ralentizamiento se produciría a lo largo de millones de años, por lo que los animales tendrían tiempo para evolucionar sus patrones migratorios hacia climas más confortables. “Podría haber vida fácilmente en la frontera, donde el sol está en el horizonte”, dice Comins.

Después de esto, el Sol saldría por el oeste y se pondría por el este toda vez que la Tierra comience a rotar en sentido opuesto. Mientras que la Anul se acerca, la línea costera seria devastada por mareas de 3 kilómetros de alto. Finalmente, Anul estaría tan cerca que sería destrozada por las fuerzas gravitatorias de las mareas, desintegrándola en un anillo de escombros a 4500 kilómetros sobre el planeta. Alguno de estos fragmentos golpearía violentamente la Tierra provocando una extinción en masa.

Ya hemos imaginado demasiado con la luna. ¿Pero que pasaría si la Tierra no fuera un planeta si no una luna del estilo de Pandora en la película Avatar? Imagina que la Tierra está en órbita sobre el ecuador de un clon de Neptuno (Neptuno2) y que ambos cuerpos rotaran sobre un eje perpendicular al plano del sistema solar. Para que este satélite-Tierra fuera cálido y habitable, tendría que estar situada su órbita en una posición aproximada a la Tierra real.

Brillo planetario

Hace unos pocos miles de millones de años, la rotación del satélite-Tierra (Tierra2) se hubiera sincronizado con su órbita, por lo tanto, una de las caras estaría permanentemente apuntando a Neptuno2. Si la Tierra2 estuviera orbitando a unos 300.000 kilómetros del centro del planeta, tendría un periodo orbital y un día que durarían unas 100 horas. La vista de Neptuno2 desde la Tierra2 seria espectacular, ocupando unos 9 grados del cielo, o lo que es lo mismo, 18 veces el tamaño angular de la Luna.

Si vives en el centro de Tierra2 en la cara que da vista a Neptuno2, este se vería sobre nuestras cabezas y la mitad estaría iluminada durante la salida del sol. Esta mitad iría disminuyendo de tamaño antes de producirse un eclipse de unas 2 horas de duración en torno a medio día, permitiendo una visión de las estrellas espectacular sobre un cielo totalmente negro. A partir de ahí, Neptuno2, crecería gradualmente hasta la media noche donde se vería un “Neptuno2 lleno”, con un brillo 2800 veces mayor que la luna llena. La media noche en Tierra2 sería más brillante que el medio día. “En efecto, se producen dos periodos de luz natural”, dice Comins. Los animales que vivan en la cara que da a Neptuno2 de la Tierra2, experimentarían diferentes ciclos día-noche y tendría diferentes relojes internos.

Los largos días y noches en Tierra2 crearían oscilaciones de temperatura el doble de grandes de las que se producen en la Tierra y por tanto la vida tendría de adaptarse. Pero lo peor es que la gravedad de Neptuno2 actuaria de imán para los asteroides y cometas, haciendo que Tierra2 esté en medio del fuego cruzado. “Neptuno2 atraería los escombros espaciales hacia él, poniendo en un gran peligro a Tierra2″, según Comins.

Ahora imagina alterar drásticamente las condiciones de la Tierra, pero no jugueteando con la Luna o haciendo que la Tierra este en otra órbita, si no simplemente por hacer una corteza terrestre más gruesa. El grosor medio de la corteza continental es de unos 40 kilómetros, mientras que la corteza oceánica de de unos 7 kilómetros. ¿Qué le pasaría al mundo si la corteza unos 100 kilómetros de grosor medio? Esto podría haber sucedido si la Tierra primitiva hubiera sido muy seca.

La mayor parte del agua en la Tierra se piensa que ha llegado a través de cometas y asteroides. Este agua hace que la corteza y el manto superior (la litosfera) lo suficientemente flexible para  permitir a las burbujas de magma salir a la superficie desde el interior de la Tierra. “El agua hace de lubricante para el movimiento de la corteza”, según Comins.

Si los cometas hubieran traído el agua tiempo más tarde, la corteza sería mucho más gruesa. Esto es porque, con el paso del tiempo, las burbujas de magma se hubieran quedado atrapadas y se hubieran solidificado debajo de la litosfera. El calor acumulado en el interior terrestre, haría que parte de la litosfera se derritiese hasta la superficie cada pocos millones de años. Este proceso de derretimiento-solidificación de la superficie seria cíclico para que así el planeta pueda liberar el calor acumulado.

Durante el derretimiento de la superficie, se expulsaría un coctel de gases que eliminaría todo rastro de vida en el área afectada. “Tal vez miles de kilómetros cuadrados quedarían totalmente inhabitables”, explico Comins, el cual baso su modelo en la seca corteza de Venus, la cual carece de placas tectónicas. “Venus ha sufrido este fenómeno, lo cual es debido a los pocos volcanes de su superficie”. Además añadió, que en caso de haber vida, los animales tendría que evolucionar para predecir donde se va a producir este fenómeno y emigrar a lugares más seguros si quieren seguir vivos”.

Finalmente, volviendo al hacedor de milagros del cuento de H. G. Wells: ¿que ocurriría si la Tierra dejara repentinamente de girar? Es  seguro que todo lo de la superficie continuaría moviéndose hasta los 1667 kilómetros por hora, que es la velocidad de rotación en el ecuador. “Cualquier cosa en la superficie que no esté lo suficientemente sujeta al suelo, saldrá volando por la tangente a la superficie”, comenta Comins. El calcula que la gente de la superficie saldrá disparada a una altura de 11 kilómetros para después caer a tierra firme a una velocidad próxima a los 1000 kilómetros por hora. Los edificios serian arrancados de sus cimientos, mientras que los océanos engullirían la tierra firme. Semejante cataclismo podría extinguir toda vida de la Tierra.

La Tierra con la nueva distribución de los océanos.

La vida se podría adaptar si la Tierra dejase de rotar a lo largo de una larga escala de tiempo, como pudieran ser dos o tres décadas. Sin embargo, esto causaría un profundo efecto en los océanos. La fuerza centrifuga de la rotación terrestre ha creado una protuberancia en la superficie y en los océanos de ocho kilómetros de alto. Cuando la Tierra dejase de girar, los océanos tenderían a migrar hacia los polos, donde la gravedad es ligeramente superior debido a la cercanía con el núcleo del planeta.

Pitol Fraczek, del Instituto de Investigación de Sistemas Medioambientales de Redlands, California, ha simulado este escenario y muestra que una vez que la Tierra haya perdido su momento angular, los océanos se dividirán en dos partes, una en cada polo, con líneas costeras en unos 30 grados al norte y al sur. En medio, un mega continente emergería, con sistemas montañosos con picos de hasta 10 kilómetros por encima del nuevo nivel del mar. El océano del norte, sumergiera gran parte de Canadá, Europa y Rusia.

El que la gente pudiera sobrevivir en este nuevo mundo no está claro. Gran parte de la tierra de cultivo se perdería, y la atmosfera se volvería muy fina sobre el ecuador como para que la gente pudiera sobrevivir ahí. Los humanos se separarían en dos poblaciones, viviendo a lo largo de las costas de los océanos del norte y del sur, separados por un terreno muy accidentado de por medio, según Fraczek.

A todo esto hay que añadir el cambio que suponen los días muy calurosos y las frías noches, cada uno de seis meses de duración y la primavera iría acompañado del amanecer y el otoño del atardecer. La gente podría vivir en estas franjas migrando de forma continua siguiendo el cambio gradual de luz solar.

Mientas que no hay forma de que la Tierra  dejar de rotar en unos veinte años, en realidad, la rotación de la Tierra se va volviendo gradualmente más lenta. Dentro de miles de millones de años en el futuro, es posible que un día en la Tierra sea tan largo como su año. Wells imagina una perpetua puesta de Sol en la envejecida Tierra en su clásico La máquina del tiempo, pero mas allá de la ficción, este futuro es demasiado lejano como para poderlo predecir.

Visto en: New Scientist

Zona de investigación del Lago Mono.

Los investigadores han realizado diversas pruebas en el ambiente hostil del Lago Mono en California y han descubierto el primer microorganismo en la Tierra que es capaz de prosperar y reproducirse usando el arsénico, un elemento toxico. Este microorganismo sustituye el fosforo por el arsénico en sus componentes celulares.

“La definición de lo que es la vida acaba de expandirse”, dijo Ed Weiler, el administrador asociado de la NASA para el Directorio de Misiones Científicas (Science Mission Directorate), en el cuartes general de la NASA en Washington. “Mientras que centramos nuestros esfuerzos en buscar signos de vida en otros lugares del sistema solar, tenemos que pensar de una forma más amplia y diversa y considerar la vida de un modo que no conozcamos”.

Felisa Wolfe-Simon durante la investigación en el lago.

Este hallazgo de una composición bioquímica alternativa va a modificar los libros de texto de biología y ampliar el alcance de la búsqueda de vida fuera de la Tierra. La investigación se publica en la edición de esta semana de Science Express.

Carbono, hidrogeno, nitrógeno, oxigeno, fosforo y azufre son los seis ladrillos básicos para todas las formas de vida conocidas en la Tierra. El fosforo es parte central de la química del ADN y el ARN, las estructuras que contienen las instrucciones genéticas de la vida y que son esenciales para todas las células vivas.

El fosforo es el componente principal del transporte energético de la célula (adenosina trifosfato) y también de los fosfolípidos que forman las membranas celulares. El arsénico, el cual es químicamente similar al fosforo, es venenoso para la mayoría de seres vivos de la Tierra. El arsénico altera las vías metabólicas  debido a su similiritud química con el fosfato.

“Sabemos que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que hemos hallado en este microbio es algo nuevo ya que partes de su cuerpo están formadas de arsénico”, dijo Felisa Wolfe-Simon, astrobióloga de la NASA y líder del equipo investigador. “Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿de qué puede ser capaz de hacer la vida en sitios que aun no hemos visto?”.

Imagen de GFAJ-1 alimentada con arsénico.

Imagen de GFAJ-1 alimentada con fósforo.

“Este nuevo microbio descubierto, denominado GFAJ-1, es miembro de un grupo común de bacterias, las Gammaproteobacteria. En el laboratorio, los investigadores consiguieron cultivar con éxito microbios del lago con una dieta abundante en fosforo, pero incluyendo también una generosa cantidad de arsénico. Cuando los investigadores eliminaron el fosforo y lo reemplazaron por arsénico, las bacterias continuaron reproduciéndose. Análisis posteriores indicaron que el arsénico era usado para producir partes de la célula de la bacteria GFAJ-1.

La cuestión clave de los investigadores fue que cuando el microbio maduraba en arsénico, este se incorporaba en la maquinaria bioquímica del organismo. Una gran variedad de técnicas de laboratorio se usaron para determinar donde se incorporó el arsénico.

El equipo investigador eligió el Lago Mono debido a su inusual química, principalmente su alta salinidad, alcalinidad y niveles de arsénico. Esta química es en parte resultado del aislamiento del lago de fuentes de agua dulce desde hace 50 años.

Los resultados de este estudio ayudaran a las investigaciones actuales en curso de muchas áreas como el estudio de la evolución de la vida en la Tierra, bioquímica, ciclos bioquímicos, medicina y la investigación del sistema terrestre. Estos hallazgos también abrirán nuevas fronteras en microbiología y otras áreas de investigación.

“La idea de una bioquímica alternativa para la vida es algo normal en la ciencia ficción”, dijo Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA en el Centro de Investigación Ames en California. “Hasta ahora, el que una forma de vida usase arsénico era solo algo teórico, pero ahora hemos demostrado que tal forma de vida existe en la Lago Mono”.

En el equipo de investigación también formaron parte científicos del  U.S. Geological Survey, Arizona State University en Tempe; Lawrence Livermore National Laboratory en Livermore, California; Duquesne University en Pittsburgh, Pennsylvania y del Stanford Synchroton Radiation Lightsource en Menlo Park, California.

Para más información:

NASA

Sección de astrobiología de la NASA

El planeta en la actualidad

El eje ecuatorial del elipsoide de la Tierra es más de 21,4 kilometros (o 1/3 de 1 por ciento) más largo que el eje polar. El aplanamiento del elipsoide que aparece en este mapa fue intencionadamente exagerado.

La característica más significativa de cualquier mapa que representa una porción de océano de la tierra es la extensión espacial de ese cuerpo de agua. Por lo general, no prestamos mucha atención a la delimitación del mar, ya que parece tan evidente y constante que no nos damos cuenta que es una parte fundamental de la geografía y es la base de nuestra percepción del mundo físico.

La línea que separa los océanos de todos los continentes delimita la extensión espacial ambos, siendo el contorno fundamental. Es cota cero, es decir, el nivel del mar. ¿Por qué está el nivel del mar donde actualmente lo observamos? ¿Qué controla el nivel del mar? ¿Cómo de estables son las fuerzas que determinan el nivel del mar? Este artículo no se refiere al cambio climático y el aumento potencial del nivel del agua en los océanos, sino más bien a la geometría del mundo y las poderosas energías geofísicas que determinan dónde se encuentran los océanos.

El nivel del mar (y como siempre ha pasado)- está en equilibrio con la gravedad del planeta, lo cual empuja el agua hacia el centro de la Tierra, y la fuerza centrífuga hacia el exterior, que resulta de la rotación de la Tierra. Después de unos pocos millones de años de dar vueltas, la tierra ha adquirido la forma de un elipsoide (que puede ser pensado como una esfera achatada por los polos). En consecuencia, la distancia hasta el centro de la tierra de la masa es mayor alrededor del ecuador y la más corta más allá de los círculos polares. La diferencia actual entre el nivel medio del mar como se observa a lo largo del ecuador y la distancia al centro de la tierra de masa del nivel del mar en los polos es de 21,4 kilómetros (km).

La gravedad de la Tierra es mayor en las regiones polares (en verde). En latitudes intermedias es media y es mas debil en las zona a gran altitud de los Andes, cerca del ecuador.

Cuando se detenga la rotación global, la migración masiva de agua oceánicas cesaría y dejaría el nivel del mar en diferentes localizaciones cambiando completamente la geografía del mundo.

¿Qué pasaría si la rotación de la tierra se ralentiza  y finalmente, dejase de dar vueltas durante algunas décadas? ArcGIS permite modelar los efectos de este escenario, realizar cálculos y estimaciones y la creación de una serie de mapas que muestran los efectos de la ausencia de la fuerza centrífuga tendría sobre el nivel del mar.

Si la tierra dejase de girar sobre su eje, pero continuase girando alrededor del sol y su eje de rotación de mantuviese la misma inclinación, la duración de un año seguirá siendo la  misma, pero un día iba a durar hasta un año. En este escenario ficticio, la desaparición secuencial de la fuerza centrífuga podría causar un cambio catastrófico en el clima y los ajustes geológicos de consecuencias desastrosas (como devastadores terremotos) debido al estado de transformación equipotencial de la gravedad.

La falta de fuerza centrífuga daría lugar a que la gravedad terrestre sea la única fuerza significativa controlando la extensión de los océanos. Algunos cuerpos celestes como la luna y el sol también jugarían un papel, pero debido a su distancia de la tierra, su impacto sobre la extensión de los océanos mundiales sería insignificante.

Si la gravedad de la Tierra fuera la única responsable de crear una nueva geografía, la protuberancia de agua oceánica (que ahora está a unos 8 km de altura en el ecuador), se desplazaría hacia donde la gravedad estacionaria de la Tierra sea más fuerte. Esta protuberancia se atribuye al efecto centrífugo de la tierra girando con una velocidad lineal de 1.667 km/hora en el ecuador. El abultamiento ecuatorial de agua existente también contribuye  la forma elipsoidal del propio planeta.

La extensión de un hipotético océano circumpolar en el norte sobre el territorio de USA y Canada. El color naranja indica las zonas con altitud superior a 3.000 metros sobre el nivel del mar del norte. Los puntos rojos representan algunas de las ciudades más grandes del continente.

El bulto define la forma final del planeta mediante el establecimiento del nivel del mar uniforme en equilibrio gravitatorio, que se utiliza como referencia estándar para describir la forma de la tierra. La geometría de esta forma es la que los geodestas han estado tratando de calcular durante más de un siglo. Sus esfuerzos acabaron por la aceptación del elipsoide denominado World Geodetic System 1984 (WGS84, Sistema Geodésico Mundial) por la comunidad internacional en Washington DC, en 1984. El elipsoide WGS84 se aproxima a la forma de la Tierra con mayor precisión que muchos otros elipsoides propuestos con anterioridad.

Si la tierra se detuviese, los océanos gradualmente migrarían hacia los polos dejando al descubierto nuevas regiones terrestres en la zona ecuatorial. Esto se traduciría en un enorme mega continente ecuatorial y dos grandes océanos polares. La línea que delimita las áreas divide ambos océanos hidrográficamente hablando, seguirían la línea del ecuador, en caso de que la Tierra fuera un elipsoide perfecto. Sin embargo, debido a la significativo relieve los continentes y del fondo del oceánico, la hipotética división del globo entre las áreas que hidrológicamente contribuyen a uno u otro océano se desviaría del ecuador significativamente. De forma análoga,  la placa continental de EE.UU, sería la frontera que separa dos cuencas hídricas gigantes de los nuevos océanos. Curiosamente, el punto más alto de esta fractura terrestre no sería el Everest. La elevaciones más altas estarían situadas en los Andes colombianos  a una altura aproximada de 12300 metros,, mientras que los volcanes de Chimborazo (Ecuador) y el Kilimanjaro (Tanzania) pasarían a tener una altura de 13.615 y 12.786 metros respectivamente. Ambos volcanes no pasar a estar situados en la línea de división mundial. El punto más bajo en la nueva línea, con una elevación de 2.760 metros, se encuentra al suroeste de la isla de Kiribati en el Pacífico occidental.

Debido al singular relieve de la superficie de la tierra al comienzo de su desaceleración, los cambios más significativos para el contorno de la tierra en comparación con el agua se produciría en las latitudes altas del hemisferio norte, donde el oleaje rápidamente se expandiría sobre las vastas llanuras del norte de Siberia y el norte de Canadá. Al mismo tiempo, los cambios en los contornos continentales en latitudes mas bajas serían casi imperceptibles debido a que (con algunas excepciones) las aguas ecuatoriales son muy profundas, y una disminución del nivel del agua de algunas decenas de metros no sería motivo suficiente para que emergieran grandes extensiones de tierra. Hacia el final del período de desaceleración, cuando las principales características geográficas de los océanos y de la tierra ya hayan ajustado a la forma elipsoidal de la tierra y la nueva distribución de la gravedad, se podrían dar cambios relativamente pequeños. Esto se puede atribuir a la forma elipsoidal de la tierra, el cual hace un efecto abrumador en la diversidad de accidentes geográficos de la Tierra.

Hoy en día, los tres mayores océanos del mundo están conectados. Esto crea un océano global, básicamente, con un único nivel del mar. Como consecuencia de la desaceleración de la rotación, el contorno de los océanos del mundo continuamente sufriría cambios drásticos. Las aguas ecuatoriales se moverían hacia las zonas polares, provocando inicialmente una reducción significativa en la profundidad durante el llenado de las cuencas polares que tienen una capacidad mucho menor. Dado que las regiones a  altas latitudes en el hemisferio norte quedarían sumergidas, la extensión del área del océano circumpolar norte se expandiría rápidamente, cubriendo las enormes llanuras de Siberia y las regiones más cercanas al polo de  América del Norte. El océano global seguiría siendo una unidad hasta que la rotación de la tierra se viera reducida a misma velocidad a la que el océano se volviera a dividir. La interacción entre la inercia de los gigantescos cuerpos de agua  y la disminución de la fuerza centrífuga sería muy complicada. Como consecuencia de la desaceleración constante de rotación de la Tierra, el océano mundial seria gradualmente dividido en otros dos océanos. Obviamente, la última conexión se rompería en el punto más bajo de la línea de división global, que se localizaría al suroeste de las islas Kiribati. Como actualmente, la parte occidental del océano Pacífico es plana, la tierra emergería con rapidez ya que no habría ninguna posibilidad de que el agua fuera intercambiada entre los dos océanos circumpolares después de la separación inicial.

Mientras que la gravedad dirige mas agua al Oceano Artico, las tierras bajas de Siberia y el norte de Canada se sumergirían completamente. El movimiento de agua lejos de la región ecuatorial combinado las aguas poco profundas de la plataforma continental de sureste de Asia y el norte de Australia, hará que emerjan nuevas extensiones de Tierra.

Una mayor profundidad del Océano Ártico podría conducir a una mayor expansión de agua sobre las llanuras del norte de Asia, Europa y América del Norte. Groenlandia y la Antártida, a pesar de su gran altura, se reducirían su superficie terrestre. Surgen nuevos archipiélagos de los mares del sur. Los Grandes Lagos de America, los depósitos de agua dulce mas grandes del planeta, se disuelven en el océano.

La desaceleración continuaría después de la separación de los dos océanos y causando una mayor migración del agua oceánica hacia los polos. Sorprendentemente (a pesar de la elevación de la Antártida), la cuenca del polo sur tiene una capacidad mayor que la del norte. Dado el volumen fijo de agua en ambos hemisferios, la cuenca más amplia del polo sur se traduciría en un nivel del mar inferior que en el océano del norte. Según los cálculos volumétricos realizados el ArcGIS 3D Analysis, la diferencia entre el nivel del mar de los dos océanos deberá ser 1.407 metros. Sin embargo, la exactitud de los datos no garantiza que este nivel de precisión, por lo que la diferencia de cota entre el nivel del mar ambos océanos fue fijada en 1.400 metros.

La serie de mapas ilustrando este artículo describen las etapas intermitentes durante esta migración de los océanos de la Tierra y los cambios en las extensiones terrestres, la elevación topográfica  y la profundidad batimétrica causada por la disminución de la velocidad de rotación de la Tierra. Estos mapas muestran las etapas intermedias de la geografía de transición de una rotación a un mundo inmóvil. Mostrando los efectos de la reducción gradual de la fuerza centrífuga de su nivel actual a cero, dejando a la gravedad como la única fuerza el control de medida del océano.

La desaceleración actual de rotación de la Tierra se ha observado, medido, calculado y explicado teóricamente. A medida que aparecen nuevas metodologías e se desarrollan instrumentos más precisos, el ratio exacto de la desaceleración puede variar entre algunas fuentes. Como reflejo de esta desaceleración muy gradual, los relojes atómicos deben ser ajustados a la hora solar mediante la adición de un segundo cada cierto tiempo.

Toda la Antártida sería sumergida. Las aguas del Polo Norte y las agua sobre los vastos territorios recientemente sumergidos de Siberia y Canadá se hacen más profundas. Al mismo tiempo, las aguas ecuatoriales sarían cada vez menos profundas.

Grandes áreas de tierra cerca del ecuador seguir creciendo y uniendose entre sí. A estas alturas, casi todo Canadá, Europa y Rusia estarán cubiertos por un océano circumpolar del norte.

La mayoría de científicos coinciden en que el día solar (relacionado con la velocidad de rotación) crece de forma continua. Este aumento mínimo de la duración del día se debe principalmente a la fricción de las mareas oceánicas. Cuando la tasa estimada de la desaceleración se proyectó de nuevo a eones geológicos en el pasado, mostró que la duración de un día era varias horas más corto que el de hoy.

En consecuencia, durante el período Devónico (hace unos 400 millones de años), la tierra giraba  alrededor de 40 veces más durante una revolución alrededor del sol que lo hace ahora. Debido a que los continentes se han desplazado de manera significativa desde ese momento, es difícil hacer estimaciones y saber cuales eran las fronteras entre la superficie terrestre y del mar en esa epoca. Sin embargo, podemos estar seguros de que con una mayor velocidad de giro en el pasado, la protuberancia ecuatorial de agua oceánica era más grande entonces de lo que es hoy en día. Del mismo modo, el aplanamiento elipsoidal de la tierra también fue más significativo.

A medida que la última conexión de agua entre los dos grandes océanos se rompe, un megacontinente ecuatorial se forma. Áreas oceanicas en la proximidad al continente son cada vez menos profundas mientras que las aguas de las zonas polares, cada vez más profundas. LLanuras abisales y ex fosas oceánicas convertidas en mares interiores en el nuevo continente.

La influencia de la tasa de rotación de la Tierra tiene un efecto dominante en la geometría del planeta, en términos de forma global el mundo, así como el contorno de los océanos del mundo. El relieve físico de la Tierra es sólo un factor secundario el control de la delimitación de los océanos. La desaceleración de la rotación de la tierra seguirá por 4 millones de años, mas de lo que podemos imaginar. La desaceleración infinitesimal, pero constante,  hace cambiar la geometría del globo y hace que sea dinámica. El resultado neto de estos ajustes dinámicos es que la tierra poco a poco se va volviendo cada vez más como una esfera. Sin embargo, se necesitará miles de millones de años antes que la tierra deja de girar, y el de potencial gravitatorio cree un nivel medio del mar que sea una esfera perfecta.

Autor: Witold Fraczek http://www.esri.com/news/arcuser/0610/nospin.html