Teoría integradora
de la evolución planetaria
Danilo Antón
Un
paradigma que se resiste a ser cambiado
El
paradigma de la ciencia normal definido por Thomas S. Kuhn es el conjunto de teorías, reglas,
procedimientos y conocimientos que impregnan una sociedad determinada en un
momento concreto de su historia. En la
actualidad se refiere al “modelo” científico adoptado en forma generalizada en
la sociedad globalizada contemporánea.
El tema de
la evolución planetaria, actualmente
restringida a la generalmente aceptada “teoría de la tectónica de placas”, con
un planeta de volumen constantecomplementada con la hipótesis del origen
biológico (“fósil”) del petróleo constituyen ámbitos paradigmáticos establecidos
que se resisten a ser modificados a pesar de los numerosos datos que deberían
inducir a su revisión radical y profunda.
En esta sociedad
“globalizada” se supondría que la construcción científica oficial funcionaría a
través de la acumulación de datos científicos que permitirían “avanzar” en el
conocimiento, en particular lograr un mayor detalle en la aplicación concreta
de los modelos científicos aceptados.
Desafortunadamente, no existe
ningún método en este paradigma oficial (ni en ningún otro paradigma
dominante) que permita descartar “todo
el modelo” para poder aceptar otras teorías
y aplicar otras reglas o procedimientos que terminen modificándolo radicalmente.
Por esa
razón, en el campo de la geología planetaria, resulta muy difícil replantear la
validez de muchos conceptos cuya vigencia está siendo desmentida cotidianamente
por la realidad.
La
dificultad de cambiar el paradigma oficial estriba en que esta modificación
también altera las relaciones de poder.
A nivel
político, quienes detentan «el poder paradigmático», son los mismos que
controlan los mecanismos decisorios.
Desde el
punto de vista económico ellos son los
que se benefician de las decisiones que se toman basadas en los postulados
aceptados oficialmente
En la
esfera académica son las personas que defienden su prestigio y la seguridad
económica que dan las posiciones profesionales o universitarias que ocupan y
que eventualmente se verían amenazadas
por un posible cambio de paradigma (Lovelock, 1988).
No tenemos dudas que tarde o
temprano el cambio paradigmático se producirá. Cuando la masa crítica de
investigadores y científicos y el apoyo de la opinión pública sea suficiente,
cuando pasen las décadas y se disponga
de nuevos datos confirmando la nueva visión acerca de la historia y dinámica de nuestro planeta, las estructuras del poder cederán y el
nuevo paradigma basado en los datos de la realidad será aceptado oficialmente.
En ese momento se crearán las
condiciones para replantear las estrategias políticas y económicas que
permitan desarrollar y establecer un
nuevo enfoque de las relaciones humanas con los recursos y ambientes del
planeta.
Todo comenzó hace unos 4,500 millones de años en el sistema
solar en formación. Un gran número de cuerpos sólidos y masas gaseosas
derivaban en los campos gravitacionales del sol y materias subordinadas. Con el transcurrir de algunos millones de
años se fue produciendo la agregación y compactación de estos cuerpos y masas
gaseosas (asteroides, cometas y meteoritos, comúnmente denominados
“planetesimales”) dando lugar a varios proto-planetas, uno de los cuales es el
que hoy llamamos “La Tierra ”.
En ese período, los diversos cuerpos impactantes e impactados,
sufrieron cambios mineralógicos de sus componentes debido a su historia previa
y las condiciones físicas en que se produjo la agregación y los impactos. Estos
cambios tendieron a dar lugar a la
formación de estructuras cristalinas compactas formando minerales densos o
“impactitas”. En ello influyó la composición inicial, predominantemente
silicatada, y la fuerza de los impactos.
En los primeros millones de años estas estructuras cristalinas se
mantuvieron relativamente estables debido a la presión creciente de la masa planetaria
en formación.
Los principales minerales que integraron este cortejo
proto-planetario fueron de tipo silicatado denso. Se conocen varias especies
cristalinas que probablemente formaron parte de la composición originaldel
planeta. De lo anterior se puede deducir
que en todo el manto y en la corteza predominarían los minerales
silicatados.
Entre los minerales silicatados de alta densidad
identificados se destacan las siguientes:
·
Coesita:
SiO2, mineral con simetría monoclínica,
densidad: 2.92 (la densidad del cuarzo de igual composición es de 2.65).
·
Stishovita:
SiO2, mineral
con simetría tetragonal, densidad: 4.35 (muy superior a la densidad del cuarzo
de igual composición: 2.65).
·
K-Na
Holandita: (K,Na) AlSi3O8,
minerales con simetría monoclínica, prismáticos, densidad aproximada: 4.5 (muy
superior a la densidad del feldespato Na –Albita (2.61) y a la del feldespato K
– Ortosa (2.56).
·
Perovskita
silicatada: es una fase estable de la perovskita. Se trata de un
mineral de alta densidad
compuesto por silicatos de magnesio y hierro (Mg,Fe) SiO3 y silicatos de calcio
(CaSiO3). Densidad aproximada: 4.0.
·
Post-perovskita
(es una fase de alta presión del silicato de magnesio: MgSiO3;
pPv). Densidad aproximada: 4.0.
Otra fuente de información que aporta
para el conocimiento de la probable composición mineralógica del planeta en sus
orígenes lo proporcionan los meteoritos, en particular los más comunes, llamados
L-Condritas que incluyen varios
minerales silicatados entre los cuales los principales, en orden de abundancia,
son los siguientes:
1. Olivino: (Mg, Fe)2SiO4 Densidad: 3.27-3.37
2. Hipersteno (Mg,Fe) SiO3 Densidad: 3.3-3.9
3. Troilita FeS
Densidad 4.67-4.79
4. Cromita FeCr2O4 Densidad: 4.5-4.8
5. Feldespato sódico: NaSi3AlO8 Densidad; 2.61
6.
Fosfato cálcico: Ca(H2PO4)
2 Densidad: 2.2 aprox.
Esta composición condrítica da una
idea aproximada del manto terrestre original reafirmando la noción del predominio
de los minerales silicatados con contenidos abundantes de hierro y magnesio. En
menor grado se encuentran los sulfuros y óxidos, los alumino-silicatos sódicos y los fosfatos
cálcicos.
Expansión y formación de la corteza
La composición mineralógica inicial constituida
sobre todo por minerales densos era relativamente inestable. Esa inestabilidad
se expresaba con mayor intensidad en las capas externas del planeta sometidas a
menores presiones y temperaturas que los niveles profundos.
Fue allí, en estas capas cercanas a
la superficie que probablemente comenzó a producirse una variación a nivel de
las estructuras cristalinas de los minerales silicatados pasando de las fases
densas (coesita, stishovita, K-holandita, Na-holandita, perovstkita
sillicatada, psot-perovskita, etc) a fases
menos densas (cuarzo, feldespatos potásicos, sódicos, cálcicos,
olivinos, piroxenos). Estos cambios implicaron un aumento de volumen debido a
la disminución de la densidad, provocando una expansión en las masas rocosas
superficiales[1].
Debido a la dilatación del manto
superior se fue generando una zona superficial expandidade menor densidad.
Corresponde al elemento estructural que llamamos “corteza”. En ese sentido se puede definir la corteza
terrestre como la porción del manto donde disminuyó la densidad debido a los
cambios de fase de los minerales.
Estos procesos de transformación mineral
con disminución de la densidad fueron aumentando el volumen del planeta dando
lugar al hinchamiento preferente de ciertas zonas. Estos sitios serían
probablemente las regiones donde se
establecerían los escudos antiguos que geológicamente habrían de constituir las
bases de los continentes.
El aumento de volumen que llevó a la
expansión del planeta dio lugar a que nuevas masas magmáticas del manto superior se incorporaran
a la corteza y provocaran presiones ascendentes que se expresaron a través de
incipientes fracturas que más tarde darían lugar a las dorsales oceánicas.
De acuerdo a la teoría de las placas
tectónicas los fondos oceánicos se habrían formado a partir de materiales
expulsados en las fracturas “dorsales” que fueron creando una capa rocosa (basáltica) de menor espesor
concomitantemente con el alejamiento de los bloques de corteza originales
(masas continentales).
En la teoría de las placas tectónicas
el diámetro del planeta no experimentó variaciones y por lo tanto
concomitantemente con esa formación de los nuevos fondos marinos basálticos con
separación de los continentes se habría producido la “subducción” de las placas
oceánicas más densas por debajo de las capas continentales menos densas. De
acuerdo a esta hipótesis las placas se renovarían en las zonas divergentes y se
sobrepondrían unas a otras en las zonas de convergencia.
Sin embargo, este enfoque no es compartido
por muchos autores (entre ellos S.W.Carey
y J. Maxlow) que sostienen que el
volumen de La Tierra ha aumentado durante el curso de los tiempos geológicos y
que por lo tanto no es necesario recurrir a procesos de subducción (de unas
placas por debajo de otras) para explicar la evolución de la corteza
planetaria.
De acuerdo a estos autores la
expansión planetaria terrestre llevó a la generacióngradual de cortezas
oceánicas separándose las placas continentales hasta llegar a la situación
actual. Estos procesos están ilustrados por las formas de los continentes que, eliminando
los océanos, coinciden como un gigantesco puzzle planetario.
Como testimonio dinámico de lo
anterior, en los océanos, que comenzaron a crearse en esa misma época, se pueden
observar en la actualidad un sistema de fracturas/ dorsales con extrusiones
volcánicas que vertebran las cuencas oceánicas. Una de dichas dorsales se
extiende de norte a sur en el océano Atlántico central a una distancia análoga
de las costas africanas y sudamericanas. Otra dorsal con características
similares se encuentra en el océano Pacífico central, también extendiéndose en
el sentido de los meridianos.
Debido a estas sucesivas efusiones
volcánicas, en los fondos oceánicos las edades de las rocas se presentan en
franjas simétricas a ambos lados de las dorsales (las formaciones más modernas
en proximidad de las dorsales y las más antiguas más en posiciones más
alejadas).
Este proceso, que generó los océanos
y dio lugar a la separación de los continentes,
parece haberse iniciado (por lo menos) hace unos 200 millones de años
(que es la edad de los basaltos oceánicos más antiguos) y continúa en la
actualidad.
De acuerdo a Sánchez Cela esta fusión
de las masas rocosas del manto superior (nueva corteza) que generó las
erupciones basálticas en las dorsales oceánicas se produjo debido al calor
generado por la conversión exotérmica de minerales de mayor densidad a
minerales de menor densidad.
Siempre de acuerdo a dicho autor, los materiales graníticos fundidos en ascenso
«digieren» los sedimentos oceánicos constituidos por calizas y margas (ricas en
CaCO3 y MgCO3) y diversos porcentajes de arcillas) dando
lugar a los basaltos (que en cierto modo pueden ser definidos como granitos
enriquecidos en calcio, hierro y magnesio) .
Hay que notar que la principal
diferencia (aunque no la única) entre
basaltos (oceánicos) y granitos en sentido amplio (rocas continentales) está
señalada por la mayor cantidad de calcio, magnesio y hierro y consecuentemente
menor cantidad de sílice de los
primeros.
Cuando no se incorporan sedimentos
calcáreos a las masas fundidas que ascienden a través de las fracturas no hay
erupciones basálticas sino intrusiones de granitos, granodioritas y sienitas en
profundidad y efusiones riolíticas, dacíticas y traquíticas en la superficie.
Lo anterior ocurre porque en el
granito predominan los feldespatos potásico- sódicos (Si3 AlO8K
y Si3AlO8Na) ricos en sílice, mientras que en los
basaltos predominan los feldespatos cálcicos relativamente pobres en
sílice (Si2 Al2O8Ca).
Como señalábamos antes el aumento de
volumen a nivel del manto superior y de la corteza inferior dio lugar a un
incremento del volumen terrestre.
Además de los cambios de fases a
nivel del manto, esta expansión volumétrica terrestre pudo haberse
intensificado por el aporte continuo de material extraplanetario: micrometeoritos y polvo
interplanetario/interestelar, meteoritos, asteroides, cometas y varias
partículas de origen cósmico. Estos incorporaciones de material
extraterrestreseguramente contribuyeron (y contribuyen) a aumentar la masa del
planeta y alimentar la tendencia expansiva.
Si bien se considera que estos
aportes son de menor magnitud, no es excluyente la hipótesis de puedan haber
sido mucho mayores en otros tiempos geológicos. Incluso, debido a uno o más
impactos (p.ej. de asteroides o cometas) hipotéticos pero posibles, es probable
que se hayan desencadenado los procesos de disyunción continental antes
mencionados.
Esta interpretación que desarrollamos
en párrafos anteriores tiene en cuenta los aportes fundamentales de V.Sánchez
Cela y se complementa con las teorías de
expansión planetaria de W.H. Carey y J. Maxlow (ver a continuación).
La teoría de la tectónica de placas
La teoría de evolución planetaria
generalmente aceptada es la teoría de la tectónica de placas. En ella se sostiene que la corteza terrestre
está dividida en placas tectónicas rígidas (algo más que una decena de ellas)
que se mueven horizontalmente. Estas placas
descansarían sobre una capa de roca caliente y plástica (astenosfera) que
fluiría lentamente impulsando su movimiento horizontal. En sus bordes divergentes las placas
se separan dando lugar a la formación de nueva corteza por ascenso de magma
desde el manto superior. Esta nueva corteza tiene composición basáltica, es más
delgada y más densa que la corteza continental dando lugar la formación de
fondos oceánicos.
De acuerdo a esta teoría en los
lugares en que dos placas convergen puede suceder que una de ellas sea de tipo oceánico y la otra
de carácter continental. En esos casos la placa oceánica (más densa) subduce
por debajo de la placa continental. Si la convergencia se da entre placas
continentales se produce un “choque” de placas
con orogénesis generalizada en la zona de contacto (bordes).
Se supone que la causa interna que produciría el movimiento de
las placas y la generación de nueva
corteza sería el flujo convectivo (ascendente) de las masas rocosas del manto y
corteza profunda que a su vez es generado por la evacuación del calor interno
terrestre.
Estos flujos ascendentes gradualmente
se transformarían en horizontales al llegar cerca de la superficie dando lugar
a un movimiento lateral de las placas como señalábamos anteriormente.
Algunos problemas han sido señalados
por los críticos de esta teoría. Uno de ellos es la difícil explicación del
proceso de convección de materiales rocosos sólidos en el interior del manto y
muy especialmente la subducción de unas placas por debajo de otras.
Algunos autores, como S.W. Carey, J.
Maxlow y V. Sánchez Cela, consideran
imposible desde el punto de vista físico la ocurrencia de tales procesos.
Para S.W.Carey y J.Maxlow no existe
subducción. La generación de nuevos fondos oceánicos da lugar a la expansión
planetaria (aumento de volumen de La Tierra). Para V.Sánchez Cela no hay convección sino cambio
de fases minerales en las capas superiores mantélicas que al principio dan
lugar a la formación de corteza granítica y luego al “hinchamiento” por continuado incremento del volumen.
También este autor pone en duda los movimientos de deriva continental.
La expansión planetaria
La teoría de la expansión planetaria,
que (al igual que la teoría de la tectónica de placas) en gran medida se
basó en la hipótesis desarrollada por
Alfred Wegener en 1929, fue propuesta teóricamente por el geólogo australiano
W. H. Carey (1988) y en tiempos más
recientes por el geólogo, también australiano, James Maxlow (en su tesis de
1995, y en varias publicaciones de tiempos posteriores).
De acuerdo a W.H.Carey y J. Maxlow la
Tierra ha estado expandiéndose desde su formación. Por la configuración actual
de los continentes parecería altamente probable que así haya sido, por lo menos
en los últimos 200 millones de años.
Si eliminamos gradualmente los fondos
oceánicos de acuerdo a la edad geológica de sus rocas basales (comenzando por
las más recientes hasta las más antiguas),para reconstruir la evolución pasada del
planeta,notamos que a medida que vamos hacia atrás en el tiempo los continentes
parecen irse acercando.
Cuando llegamos al período jurásico
hace unos 200 millones de años los continentes aparecerían juntos y los océanos
desaparecerían coincidiendo los perímetros continentales entre sí para formar
un solo continente que ocuparía toda la superficie terrestre.
De acuerdo a este ejercicio de
reconstrucción paleogeográfica en el período jurásico toda la corteza habría
sido continental. Aparentemente en ese momento no había cortezasoceánicas.
Esta reconstrucción regresiva hacia
el pasado permitió deducir a los autores antes mencionados que en ese momento
(período jurásico) el volumen del planeta era menor que el actual. Este volumen
aumentó gradualmente desde entonces hasta llegar a su tamaño presente. Este
proceso de expansión habría durado (por lo menos) unos 200 millones de años.
En ese mismo período se desarrolló la
corteza oceánica,presumiblemente inexistente hace unos 200 millones de años.
Dicha corteza habríaido aumentando su superficiehasta ocupar aproximadamente
70% del área planetaria.
La evolución anterior a los 200 millones
de años es más difícil de deducir porque no existen piezas corticales actuales
que se puedan combinar de la misma forma como sucede desde el jurásico hasta
nuestros días. De todas maneras, de acuerdo a los autores antes mencionados,
esta evolución expansiva habría sido continua desde la formación planetaria
hace 4,500 millones de años (en esa época remota el tamaño planetario habría sido mucho menor
aún).
Obviamente en el planeta monocortical
pre-jurásico sin océanos había agua superficial y mares que se extendían por
vastas áreas, aún mayores que las que cubren los océanos actuales, pero eran
mares de menor profundidad.
Es probable que los volúmenes de agua
existentes en ese momento fueran menos abundantes
que los actuales. En secciones
posteriores explicamos cómo pudo haber
aumentado la cantidad de agua planetaria debido a un incremento de la oxidación
del metano generado en el manto (el metano se oxida produciendo H2O
y CO2).
Todo parece indicar que durante los
4,300 millones de años anteriores a la disyunción continental (200 m.a. antes
del presente) los cambios de fase de los minerales mantélicos provocaron:
1)
Un aumento de volumen generalizado del planeta desde su interior
profundo hasta la superficie.
2) La formación de una corteza
granítica cuyo espesor fue creciente durante este largo lapso de evolución
planetaria (pasando de unos pocos km -p.ej.1 a 5 km- a 50 km o más).
3)
Consideramos que los cambios de fase mineral también ocurrieron en las
profundidades del manto e incluso (tal vez) del núcleo generando un aumento
acumulativo de volumen en el interior.
4) Este aumento de la presión
expansiva aunado al establecimiento de una corteza rígida creó las condiciones
para la ruptura relativamente abrupta de la corteza terrestre y comienzo de
formación de los fondos oceánicos.
5) A esta evolución interna es
probable que haya que agregar el aporte de polvo cósmico cuya intensidad puede
haber variado durante la historia geológica del planeta. Es razonable inducir
que esta contribución extraplanetaria haya sido muchísimo mayor en ciertos
períodos generando un aumento de masa considerable con impacto en la
aceleración gravitacional en la superficie.
6)También es importante considerar la
posibilidad de ocurrencia de eventos de origen astronómico (particularmente en
los períodos jurásico y cretácico) que pudieron haber desencadenado las
primeras geo-fracturas. Estos eventos ocasionados porel impacto de asteroides o
cometas, algunos de los cuales están confirmados geológicamente, alteraron la
frágil estabilidad de la corteza rígida que ya estaba tensionada por la
expansión mantélica.
El aumento de la gravedad
El incremento del volumen planetario
que en parte fue causado por cambios de fase minerales también fue ocasionado
por aportes de materiales cósmicos que dieron lugar a un aumento de masa. Estos
procesos y sus implicaciones sobre la evolución biológica terrestre fueron
descriptos en forma contundente por Stephen Hurrell en su libro Dinosaurs
and the Expanding Earth.
De acuerdo a Hurrell no es posible
que algunas especies de animales que vivieron en la Era Mesozoica, en
particular ciertos dinosaurios de gran tamaño, hayan podido soportar su propio
peso con los huesos, músculos y ligamentos.
Señaña Hurrell que el tamaño de la
vida planetaria está limitada por la gravedad. Una gravedad menor disminuiría
del peso corporal efectivo incrementando las dimensiones potenciales y reales
de los animales.
En la actualidad existen una amplia
gama de especies terrestres con escalas de tamaño similares: ñus, rinocerontes,
elefantes, ciervos y carnívoros como
leones y tigres. En la época de los dinosaurios había una escala de tamaño
completamente diferente con masas mucho más grandes con largos cuellos y colas.
Hurrell pone como ejemplo el caso de los braquiosaurios(Brachiosaurus
brancai). Estos animales que vivieron hace unos 140-160
millones de años podían alcanzar una longitud de más de 22 metros y una altura
de 12. Aparentemente tenía un peso de unas 50 toneladas (equivalente a 8
elefantes machos adultos). Sostiene Hurrell con que el
esqueleto y sistema articular del braquiosaurio sería insuficiente para
sostener el peso del animal con la actual fuerza de gravedad. Este criterio
también se aplicaría a muchos otros dinosaurios, incluyendo algunas especies
carnívoras como los alosaurios (Allosaurus
sp) o tiranosaurios (Tyrannosaurus rex) también con dimensiones paquidérmicas y otros animales de diferentes
phylla, como insectos y reptiles voladores.
Una posible causa de la existencia de grandes saurios puede haber sido una mayor densidad atmosférica, varias veces superior a la actual. Esa densidad habría sido suficiente para que los grandes tetrápodos pudieran sostenerse en ambientes continentales.
En ese caso no sería necesario acudir a una menor fuerza de gravedad.
Una posible causa de la existencia de grandes saurios puede haber sido una mayor densidad atmosférica, varias veces superior a la actual. Esa densidad habría sido suficiente para que los grandes tetrápodos pudieran sostenerse en ambientes continentales.
En ese caso no sería necesario acudir a una menor fuerza de gravedad.
En caso que se considerara la menor gravedad como una posible causa Hurrell se extiende “una gravedad menor hace que los organismos fueran más livianos, por lo
cual la vida terrestre vería aumentado su escala con huesos, músculos y
ligamentos aparentemente más débiles. Una gravedad reducida a la mitad de la
actual permitiría explicar su gran
tamaño.”
Hurrell da gran importancia al aporte de polvo
cósmico argumentando que las nubes de polvo cósmico son muy abundantes en
nuestra galaxia y razonablemente se puede considerar que La Tierra en su viaje
junto con todo el Sistema Solar ha debido atravesarlas más de una vez en su
historia. En esas instancias el aporte de materia extraplanetaria pudo ser
mucho mayor que el actual (miles o millones de veces más importante).
Se señalan otras posibles causas para el
incremento gravitacional en la superficie terrestre además del aumento de masa
producida por los aportes externos que complementarían las explicaciones dadas
anteriormente. Una de ellas sería la disminución de la velocidad de rotación,
que al mismo tiempo provocaría una reducción en la fuerza centrífuga. Esta a su
vez influiría produciendo un aumento de la gravedad. Esta disminución de la
velocidad de rotación pudo haberse originado debido a un impacto de uno o más
asteroides de gran tamaño. Otras causas mencionadas por diversos autores se
relacionan con los posibles aportes de la radiación solar y/o cósmica, cambios en las constantes
gravitacionales universales, aumento de masa vinculada a la fotosíntesis e
incrementos producidos en el interior planetario. Consideramos que estas
propuestas teóricas todavía no han sido justificadas con el rigor y detalles
necesarios.
La formación mantélica de
hidrocarburos
Las distensiones y redes de fracturas
que se produjeron y producen en la parte superior del manto y la corteza posibilitaron
y aún posibilitan la circulación iónica y la formación de hidrocarburos (sobre
todo metano) a partir de los 200-400 km de profundidad.
Debido a este fracturamiento
(relacionado con la anterior ) el metano
así formado, que es más liviano que el agua (vapor de agua y agua líquida),
sube hacia la superficie. Es a partir del metano ascendente que se van formando
los diferentes hidrocarburos con una creciente concentración de carbono.
Estos procesos son explicados por la
teoría abiótica o abiogénica que fue sustentada por Dmitri Mendeleev a fines
del siglo XIX, y varios geólogos rusos (particularmente Nikolai
Alexandrovitch Kudryavtsev en 1951), ucranianos (Emmanuil Chekaliuk en 1967) y
el astrofísico anglo-austríaco Thomas Gold (1998).
Estos autores y otros que compartieron las búsquedas e
investigaciones continuaron desarrollando la hipótesis con datos experimentales
orientando las búsquedas petroleras en la Unión Soviética en ese sentido.
Basada en esta hipótesis la URSS se convirtió en el primer productor mundial de
hidrocarburos en la década de 1980. Recientemente, el astrofísico austriaco
Thomas Gold replanteó la teoría abiótica incluyendo varios elementos
innovativos desarrollando una verdadera revisión paradigmática del tema
expresada en su reciente libro “La biosfera profunda y caliente” (1992).
En base a los
autores rusos y ucranianos mencionados y a los trabajos de Thomas Gold, se
puede sostener que no hay suficientes elementos científicos como para seguir
afirmando que el petróleo y el gas son de origen fósil. Existen numerosos
yacimientos de petróleo contenidos en rocas ígneas y metamórficas inexplicables
con la teoría “fósil”. Los yacimientos petroleros no se agotan de acuerdo a las
previsiones. Parecería que los reservorios se “recargan” desde las
profundidades. La composición química de los hidrocarburos es contradictoria
con un origen orgánico (p.ej. su elevado contenido en helio que no existe en los
restos biológicos).
La
teoría abiótica considera que los hidrocarburos son abundantes a nivel
galáctico y planetario pudiéndose deducir que en nuestro planeta también lo
son. Las observaciones astronómicas obtenidas a través del estudio de las rayas
de absorción luminosa en las nubes de polvo y gas de la galaxia y en los
cuerpos del sistema solar (planetas, satélites, cometas, meteoritos)
permitieron comprobar la abundancia de los hidrocarburos. Obviamente, estos
compuestos hidrocarbonosos no se originaron a partir de organismos fósiles. La
pregunta que se nos aparece es: ¿Porqué habrían de serlo en La Tierra?
Esta teoría
tiene en cuenta en forma mucho más adecuada los datos de la realidad, sostiene
que el petróleo, el gas natural
y las formaciones carbonosas asociadas son de origen mineral y sus existencias
son prácticamente inagotables en el corto plazo. Los conocimientos obtenidos a
partir de las exploraciones espaciales recientes, con imágenes y mediciones
aportadas por las sondas interplanetarias, incluyendo los datos del telescopio
espacial Hubble y de los nuevos telescopios de base terrestre, permiten
mirar a nuestro planeta y los procesos
que en él ocurren con una óptica diferente. La información obtenida hasta el
presente muestra el parentesco de los diversos cuerpos del Sistema Solar y la
similitud de los procesos que les dieron origen.
De acuerdo
a estos nuevos datos, tiende a confirmarse la teoría de la formación de
planetas, planetoides y cometas. por aglomeración de planetesimales.
También se considera
que el calentamiento de estos cuerpos ocurrió, a posteriori de su
constitución inicial, por efecto de la
contracción gravitatoria, la radioactividad de ciertos elementos y en tiempos
posteriores `por procesos de cambios de fase de minerales en el interior de
dichos astros. En todos ellos se ha
constatado gran abundancia de carbono, generalmente bajo la forma de
hidrocarburos u óxidos de carbono.
De la
información disponible se deduce también que la estructura interna de los
astros antedichos fue originalmente heterogénea, y que, si bien se pueden haber
producido procesos de homogeneización, muchos componentes de la heterogeneidad
original debe estar aún presentes en el interior de los cuerpos planetarios.
Uno de los
principales procesos del dinamismo interno de estos astros parece ser la
desgasificación. Ésta implica el ascenso gradual de ciertos elementos o
compuestos relativamente livianos, que asumen estado gaseoso en rangos de
presión y temperatura subsuperficiales y superficiales. Las principales
moléculas que forman parte de las envolturas gaseosas de los planetas son de
nitrógeno, de metano, de dióxido de carbono y de agua. El nitrógeno es
relativamente abundante a nivel astronómico y por lo tanto al contraerse y
calentarse el interior planetariotiende a exudarse hacia el exterior
formando «atmósferas nitrogenadas» en aquellos cuerpos en que la masa y
gravedad son suficientes para retenerlas. Debido a su carácter químicamente
estable no se combina mayormente en su ascenso o en su estancia en la
atmósfera.
El carbono
y sus compuestos hidrogenados, por el contrario, suelen tener un comportamiento
químico mucho más activo, particularmente en presencia de algunos (tal vez
todos) minerales oxigenados, como son los óxidos metálicos y los sulfatos. Las
fracturas producidas en el interior de los astros planetarios por la compresión
y distención y calentamiento focalizado así como por las mareas astronómicas,
solares y planetarias, facilitan el ascenso.
Al
combinarse con el oxígeno, el metano o CH4 (que es la molécula más
común en los interiores planetarios) genera CO2, CO y H2O,
dependiendo de la disponibilidad de oxígeno. Los fluidos carbonosos así
formados se inyectan en las masas sólidas generando presiones laterales en las
fracturas, ensanchándolas y lubricándolas. De esa forma se posibilita el
movimiento de los bloques rocosos, con producción de sismos y eyecciones de
gases.
Los gases
emitidos pueden permanecer en la superficie de los planetas más masivos
formando parte de la atmósfera (o combinados con las formaciones superficiales
sólidas) o escapar de la atracción gravitacional dispersándose en el espacio
interplanetario en los cuerpos más
pequeños. Normalmente, en la superficie sólida de los planetas el agua se
congela o transforma en vapor (rara vez
permanece en estado líquido, una excepción es precisamente La Tierra), el
dióxido de carbono se congela o queda en estado gaseoso, mientras que el metano
puede pasar a cualquiera de los tres estados (gaseoso, líquido o sólido) dependiendo
de la temperatura y la presión reinante.
En los planetas mayores del Sistema
Solar, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, la atmósferas están formadas de
hidrógeno, hidrocarburos (principalmente metano), nitrógeno y otras sustancias
en menor cantidad. Los porcentajes de metano varían entre un mínimo de 0.1 % en
Júpiter y 5% en Urano. Venus mantiene una atmósfera de gran densidad compuesta
por dióxido de carbono (96.5 %) que puede interpretarse como metano oxidado,
nitrógeno (2.5%) y dióxido de azufre (0.015%), con cantidades muy pequeñas de
argón, monóxido de carbono y helio. Marte, que tiene una masa bastante menor
que La Tierra y Venus, conserva una atmósfera de densidad relativamente baja
(la presión atmósférica es 150 veces menor que la terrestre). Está compuesta sobre todo por dióxido de carbono
(95.32%) que también se puede interpretar como el producto de la oxidación del
metano. Hay además 0.13% de oxígeno, 0.07% de monóxido de carbono y 0.03% de
vapor de agua. Un caso particular se puede observar en Titán, el mayor satélite
de Saturno, que tiene una atmósfera de gran densidad. La atmósfera de Titán
está compuesta por 98.4 % de nitrógeno y 1.6% de metano. En resumen, se comprueba que los gases principales de los planetas
mayores son el hidrógeno y el helio,
mientras que en los planetas menores y satélites mayores son el nitrógeno, el
dióxido de carbono y el metano.
La
atmósfera de La Tierra tiene una densidad menor a la de Venus y mayor que la de
Marte. Su composición es nitrogenada
(78.08% de N), con una importante proporción de oxígeno (20.95%). La presencia de dióxido de carbono (0.0360%)
es escasa y el metano aparece en concentraciones muy pequeñas (aproximadamente
0.00017 %). Se considera que la mayor parte del carbono atmosférico y oceánico
terrestre se ha inmobilizado bajo la forma de carbonatos. Esta composición
puede ser explicada lógicamente a través de las teorías de la desgasificación
planetaria, del origen mineral del petróleo y gas y de la ocurrenciade procesos de oxidación en las
capas subsuperficiales de los cuerpos planetarios. Algunos autores (Thomas
Gold, 1992 y 1999) atribuyen al metabolismo de poblaciones
hipertermobacterianas subterráneas la ocurrencia de dicho proceso.
Este último autor desarrolla una explicación
clara y sintética de estos procesos:
“Los depósitos de hidrocarburos
en la corteza de La Tierra han sido considerados por muchos investigadores como
derivados de materiales incorporados en el tiempo de la formación del planeta.
Procesos de desgasificación,
activos en todas las épocas geológicas, transportaron los líquidos y gases
liberados en las rocas porosas de la corteza. El punto de vista alternative,
que fueron residuos biológicos la fuente de todos los hidrocarburos de la corteza,
ganó aceptación general debido a que se encontraron moléculas de indudable
origen biológico en la mayor parte de los petróleos crudos comerciales.
La información reciente redirige
la atención a las teorías de origen
abiótico primitivo. Se destaca en esta información la prominencia de
hidrocarburos gaseosos, líquidos y sólidos en muchos otros cuerpos del sistema
solar, y en el espacio interestelar.
Avances de la
termodinámica de alta presión han mostrado que el régimen de temperatura y
presión de La Tierra permitiría formarse a las moléculas dehidrocarburos y
sobrevivir entre la superficie y una profundidad de 100 a 300 km. La desgasificación
desde la profundidad arrastraría otros gases presentes como trazas, permitiendo
comprender la relación bien conocida entre los hidrocarburos y el helio.
El balance de carbono de la
corteza requiere que el proceso de desgasificación haya sido activo durante
toda la historia geológica, y la información de los planetas y meteoritos, así
como las muestras del manto, sugieren que el metano, más que el CO2, sea la
principal fuente de carbono superficial.
El fraccionamiento isotópico del
metano en su migración at través de las rocas es indicado por numerosas
observaciones, suministrando una alternativa a los procesos biológicos que han
sido considerados responsables por dicho fraccionamiento También la información
de los pozos profundos en rocas graníticas y volcánicas en Suecia ha apoyado a
la teoría de la migración del gas y petróleo desde las profundidades, al
fraccionamiento isotópico durante la migración, a la asociación de los
hidrocarburos con helio así como a la presencia microbiológica a profundidades
mayores a 4 kilómetros.
La teoría ortodoxa sobre el
origen de los hidrocarburos es que el gas natural y el petróleo se originan a
partir de la evolución química de restos biológicos. Un punto de vista
diferente fue sostenido por Mendeleev entre otros quien pensaba que estas
sustancias se originaban en los materiales originales del planeta para luego
emerger hacia la superficie.
Hidrocarburos similares se
encuentran en muchos cuerpos planetarios y cometas, e incluso en el espacio
galáctico profundo, y por supuesto, no están relacionados con materiales
biológicos.
Las consideraciones
termodinámicas muestran que en el régimen geoquímico de alta presión y alta
temperatura del manto superior de La Tierra, el hidrógeno y el carbón se
combinan sin dificultad generando moléculas de hidrocarburos, y algunas de
ellas permanecerán estables durante el ascenso hacia la corteza externa.No hay
razón para invocar que el único origen de los hidrocarburos terrestres es
biológico, y por tanto, extrañamente diferente a materiales similares en otros cuerpos
celestes similares.
Las numerosas moléculas que
tienen origen indudablemente biológico como los hopanos y ciertas porfirinas
pueden todas ser producidas por bacterias y de acuerdo a múltiples indicios
parecería que dicha vida microbiana en profundidad está generalizada.
La presencia de estas moléculas
no tiene porqué ser el resultado del origen biológico del petróleo, pero
meramente indicativa de la presencia de una micro-flora profunda.
Concomitantemente, la presencia
de helio y numerosos metales-traza, en abundancia mayor a las concentraciones
habituales en la corteza, se explican por la capacidad captadora de los fluidos
hidrocarbonosos en su prolongado ascenso. Muchos depósitos minerales pueden
deberse a la formación y transporte de compuestos orgánico-metálicos en estos
flujos ascendentes, a menudo interactuando conla vida microbiana en la corteza
externa.[2]
Las hipertermobacterias
Cuando el metano en su ascenso llega a los 10 kilómetros superiores con temperaturas por debajo de los 150 grados centígrados se encuentra con una numerosa flora subterránea de bacterias que viven en temperaturas elevadas.
Cuando el metano en su ascenso llega a los 10 kilómetros superiores con temperaturas por debajo de los 150 grados centígrados se encuentra con una numerosa flora subterránea de bacterias que viven en temperaturas elevadas.
A estas bacterias se las denomina
hipertermobacterias. Se las considera pertenecientes al Dominiode las Archea.
Estas bacterias basan su metabolismo
en la oxidación del metano, produciendo H2O y CO2 a partir de óxidos, sulfatos
y otras sales.
De esa manera se generan óxidos
reducidos (p.ej. magnetita), sulfuros (pirita, calcopirita, etc) y otros
Parte del metano sobrevive y emerge
en los fondos oceánicos y otras surgencias gaseosas incorporándose a la
atmósfera donde, bajo la forma CO2 es utilizado por los organismos
fotosintéticos compuestos análogos.
Procesos de desgasificación. Surgencias de CH4 , CO2 y
H2O en Hawaii.
La oxidación de gran cantidad de CH4
da lugar también a la formación de mucha agua que también se incorpora a
la atmósfera (teoría Thomas Gold).
Esta agua de origen
"bioquímico" se agrega a las aguas (al principio bajo la forma de
hielos) pre-existentes que llegaron en el interior de los planetesimales
(cometas, asteroides, meteoritos).
La surgencia de este conjunto de
aguas profundas (llamadas "juveniles") arrastra sales diversas acumulándose
en la superficie formando océanos y otros cuerpos acuáticos con una
hidroquímica particular muy relacionada con la biología.
Reflexiones sobre las propiedades
del agua, la información y la vida
Extraido de Sequía en un Mundo de Agua, Danilo Antón, 2000, Piriguazú Ediciones,
CIRA, Toluca, México.
El agua, la
información y la vida
“La presencia
generalizada de agua líquida en La Tierra ha permitido la implantación y
desarrollo de los procesos vitales, cosa que no ha sido, hasta ahora,
identificado en ningún otro astro.
La vida está
intrínsecamente relacionada con el agua. El ADN, gigantesca molécula que
constituye la base de todos los organismos conocidos, requiere, para su
metabolismo y reproducción, estar en contacto con una solución acuosa de características apropiadas.
La mayoría de los
organismos viven en el agua, y los que no lo hacen, transportan consigo su
propio microambiente acuoso.
En resumen, la vida no
puede existir sin agua líquida. Recíprocamente, en los lugares en donde hay
agua líquida, se dan las condiciones para la implantación y desarrollo de los
procesos vitales.
No sabemos si hay
grandes volúmenes de agua en estado líquido en otros planetas. Tal vez haya
agua subterránea (“acuíferos”) en Marte o La Luna y hay indicios de océanos de
agua cubiertos por una espesa capa congelada en una de las lunas de Júpiter
(Europa). Dadas las temperaturas de Marte y Europa y las condiciones de presión
extremadamente bajas de la superficie lunar, no es muy probable que se hayan
desarrollado procesos vitales generalizados y mucho menos una situación
“biosférica” como la que existe en La Tierra.
En nuestro planeta, la
vida “adeénica”[i] ha colonizado
prácticamente todos los ambientes acuáticos. Hay organismos vivos en las
hirvientes emanaciones hidrotermales del fondo de los océanos, en las gotas de
agua condensadas de las nubes troposféricas y en las aguas de fusión de los
inlandsis antártico y groenlandés.
Aún en las regiones más
secas del planeta, donde la humedad atmosférica no excede nunca 20 o 30% (como
ciertas zonas del Sahara en Africa o el Rub’ al Khali de Arabia) existen
numerosas formas de vida adaptadas a esa situación (p.ej. plantas freatófitas,
invertebrados, reptiles, mamíferos, microorganismos variados) que “transportan”
consigo sus soluciones acuosas protegidas de la sequedad exterior por
membranas, cáscaras, pieles, costras u otros materiales aislantes.
Esta colonización
generalizada del medio acuoso líquido hace difícil diferenciar el agua de la
vida. De allí que podamos afirmar que, en La Tierra, el agua líquida y la vida
constituyen un complejo inseparable.
La Vida es Información
Como señalábamos antes,
la vida se basa en la molécula del ADN, en donde están contenidas las
“instrucciones” para el desarrollo de las actividades metabólicas vitales y la
reproducción de los organismos.
El ADN presenta una
flexibilidad informacional que le permite reproducirse superando en cada nueva
generación los inconvenientes funcionales de las generaciones pasadas: una
propiedad que podemos llamar: adaptabilidad.
El ADN es una molécula
muy larga, que se enrolla en el interior de los microorganismos y núcleos
celulares. Su dimensión longitudinal es cientos de miles de veces mayor que la
transversal. La longitud del ADN de cada
célula humana es de 2 metros. Si se sumara la longitud del ADN de todas las
células de una sola persona (1015)
se podría rodear la circunferencia terrestre 10,000 veces.
Por otra parte, el
genoma humano contiene 1,000 millones de bytes de información, por lo que se
puede estimar la información genética de todas las células de un solo individuo
de la especie en 1024.
Los demás organismos
complejos poseen masas de información análogas. Incluso los organismos más
simples, como las bacterias, tienen varios millones de bytes en su código
genético. Estas cifras permiten aquilatar el inconmensurable volumen de
información contenido en los organismos biológicos.
En un cm3 de agua suelen pulular varios cientos de miles
de organismos (p.ej. protozoarios, bacterias, virus) con varios millones de
bytes de información cada uno. En una sola gota de agua, por lo tanto, hay
varios billones de unidades de información.
Si pensamos en el volumen total de agua que existe en la superficie del
planeta (superior a los 2,000 millones de quilómetros cúbicos) podremos
vislumbrar la apabullante cantidad de información que está contenida en la
hidrósfera terrestre. Por esa razón, a la afirmación anterior
de que “el agua es vida” podemos agregar que “la vida es información” y que por
lo tanto “el agua es información”.
La
química del agua
El agua está constituida por moléculas
simples formadas por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno.El oxígeno es un
átomo relativamente grande (radio iónico: 1.40 A) tiene ocho protones en su
núcleo (número atómico: 8) y ocho electrones en dos niveles orbitales. En el
primer nivel orbital hay dos electrones que es la máxima capacidad y por tanto
está colmatado. El segundo nivel orbital contiene seis electrones cuando el
átomo se encuentra en estado neutro. Como la capacidad del nivel es de ocho,
pueden alojarse dos electrones más cargándose negativamente en dos unidades
(-2). r su parte el hidrógeno es un átomo muy pequeño que en estado neutro está
constituido por un protón y un electrón. En estado iónico (o sea, al perder el
electrón y cargarse positivamente) su radio disminuye considerablemente hasta
alcanzar la dimensión de un protón. En ese estado el catión H es miles de veces
menor que el anión O. Cuando se combinado con el oxígeno su “radio iónico”
puede ser considerado negativo (-0.38 A).
Debido al enorme
tamaño relativo del oxígeno y a la pequeñísima dimensión del núcleo de
hidrógeno, la molécula de agua es, aproximadamente, del mismo tamaño que el
átomo de oxígeno (radio iónico: 1.55 A).
Los dos iones H
quedan sumergidos en la nube electrónica
(principalmente controlada por el núcleo del oxígeno) dando lugar a una
configuración tetraédrica. En dicha estructura, el núcleo del oxígeno ocupa el
centro del tetraedro, los dos núcleos (protones) de hidrógeno ocupan dos
vértices y las nubes de carga negativa, los vértices restantes.
El ángulo entre los dos enlaces O-H es de
105º, ligeramente menores que los 109.5º de un tetraedro perfecto.
Debido a la ubicación del átomo de oxígeno
y la nube electrónica que lo rodea (con carga débil negativa) en una dirección
y los dos átomos de hidrógenos (con carga débil positiva) en dirección opuesta,
la molécula de agua asume características polares.
Dos moléculas de agua contiguas tienden a
atraerse enlazando el extremo positivo de una molécula con el negativo de la
otra. Este enlace es habitualmente denominado “enlace hidrógeno”.
Cada molécula de agua puede formar (y
normalmente lo hace) cuatro enlaces-hidrógeno con cuatro moléculas de agua
vecinas. Dos de esos enlaces son entre sus hidrógenos y los átomos de oxígeno
de otras dos moléculas de agua, y los otros dos entre su átomo de oxígeno y dos
átomos de hidrógeno de otras moléculas cercanas[ii].
A diferencia del hielo, que tiene un
perfecta geometría tetraédrica, el agua líquida tiene una geometría bastante
irregular.
Las moléculas de agua forman
“enlaces-hidrógeno” entre sí, pero también pueden formarlos con otras moléculas
polares, como ácidos, sales, azúcares y varias regiones en las proteinas y en
el propio ADN.
Estas sustancias que se combinan polarmente
con el agua y/o disuelven en ella son denominadas hidrófílas.
En cambio, las moléculas no-polares (como
las grasas), que no forman enlaces-hidrógeno con el agua, ni se disuelven en
ella, son denominadas hidrófobas.
Las proteinas y el ADN son moléculas que
contienen a la vez componentes hidrofóbos e hidrófílos enlazados en largas
cadenas tridimensionales. En éstas, los elementos hidrófilos se localizan en la
superficie, donde pueden interactuar con el agua, mientras que los hidrófobos
permanecen en las zonas más profundas de la estructura, lejos del agua.
De esa forma estos componentes parecen
actuar como factores de estabilidad estructural, frente al rol más dinámico de
la porción superficial hidrófila.
Cualquier célula contiene por lo menos
varios miles de millones de moléculas de agua. Es en esa enorme cantidad de
unidades moleculares que tienen lugar los procesos biológicos.
El agua es un componente integral del ADN.
Los primeros modelos que se intentaron de la molécula del ADN en el vacío
fracasaron debido a que las fuerzas repulsivas existentes entre los grupos
fosfatados, cargados negativamente, daban lugar a la fractura casi inmediata de
la molécula (en menos de 50 picosegundos).
Modelos ulteriores[iii]
en los que se incluyeron moléculas de agua alrededor y dentro de las
anfractuosidades del ADN permitieron una mayor estabilización de la estructura
en doble hélice (hasta 500 picosegundos).
En estudios más recientes se pudo comprobar
que las moléculas de agua puedan interactuar con todos los elementos
superficiales de la dóble hélice, incluyendo los pares de bases que constituyen
el código genético.
Se ha comprobado además que las moléculas
de agua no pueden penetrar en profundidad la estructura constituida por
eleméntos hidrófobos.
En la superficie de las proteinas existen
entrantes en donde las moléculas de agua enlazadas tienen dificultad para
introducirse. Es en estos surcos que se produce la interacción entre las
enzimas y las moléculas ligantes. En
estudios recientes se ha constatado que la configuración de las moléculas de
agua en un sitio activo imita la geometría y estructura de la molécula ligante
propiamente dicha.
Esta capacidad de imitación de otras
moléculas que tiene el agua es probablemente la base de la homeopatía,
disciplina medicinal alternativa que se basa en el tratamiento de enfermedades
mediante el uso de sustancias extremadamente diluidas en agua. En las
preparaciones homeopáticas se hace desaparecer el soluto casi completamente,
quedando solamente el agua. A pesar de ello, en algunas de las propiedades
parece conservarse, de algún modo, la memoria de la sustancia que ha estado
disuelta.
Estos procesos son poco conocidos a nivel
analítico e impugnados en el mundo académico. Sin embargo existe una prolongada
utilización empírica en muchas partes del mundo.
El agua
genera información
El agua no sólo contiene información, sino
que al fluir por encima y a través de la corteza va generando sus propios
registros en los materiales sólidos con los que entra en contacto. En su
movimiento produce micro-relieves que luego pueden ser utilizados por el agua
misma en circunstancias ulteriores.
Cuando llueve sobre un suelo desprotegido,
las primeras gotas producen un barnizado que impermeabiliza la superficie del
terreno, las gotas subsiguientes no pueden infiltrarse dentro del suelo y
comienzan a escurrir ladera abajo. En las cimas el volumen de agua es pequeño,
pero a medida que corre hacia las zonas más bajas, el caudal aumenta, debido a
su tendencia a concentrarse en las zonas más deprimidas.
Esta concentración facilita su efecto
erosivo, creándose surcos de profundidad variable que son los rastros del
recorrido del agua en su camino hacia los valles.
Cuando cesa la lluvia el paisaje conserva
las marcas del flujo hídrico a modo de registro de los episodios pluviales
ocurridos.
Si las nuevas lluvias demoran mucho, o son
muy esporádicas, estos registros pueden ser borrados por la vegetación, las
pisadas de los animales o capas de depósitos eólicos, como las dunas o el
loess.
En muchos casos los surcos producidos por
el agua sobreviven, y al llover nuevamente, el agua profundiza aún más los
antiguos canales, asegurando que las próximas precipitaciones continuarán
fluyendo a través de dichos cauces.
La información contenida en el drenaje es
utilizada y acentuada por el agua que corre en su camino a los valles y mares.
En ese sentido, éste constituye un complejo registro de la historia
hidro-geomorfológica de los paisajes.
Del mismo modo que el agua genera rasgos
geomorfológicos superficiales “legibles” por los sucesivos eventos hídricos,
también introduce modificaciones en las formaciones geológicas a través de las
cuales circula en forma subterránea.
Así, ciertas zonas de mayor permeabilidad
pueden verla aumentada aún más, debido a
la disolución y arrastre de sales u otras sustancias que oficiaban de obstáculo
al flujo sugbterráneo.
En zonas de fisuras, el pasaje contínuo de
agua puede producir un ensanchamiento de las mismas aumentando aún más su
permeabilidad, el caudal y la intensidad de la disolución.
A partir de un cierto ancho de los sistemas
de oquedades y fracturas, la velocidad del flujo empieza a tener efectos
mecánicos sobre las paredes, techo y piso de los conductos, acelerando aún más
el proceso.
El “registro” del flujo subterráneo
anterior condiciona el flujo futuro.
Para el conocimiento de las historias
hídricas locales, es importante saber “leer” e interpretar estos códigos, tanto
superficiales como subterráneos.
Estos no son registros separados, sino
complementarios, reflejando no sólo los fenómenos del sitio, sino también las
interrelaciones entre los dos dominios (superficial y subterráneo). Ejemplo de
ello son los manantiales (zonas de descarga de los acuíferos) y las dolinas y
cenotes (zonas de recarga).”
Surgencias
de metano
El metano presenta surgencias en todos los sitios donde hay
conductos (fracturas) que alivian la presión y permiten su ascenso. En el fondo
marino, donde la corteza es más delgada, existen innumerables fuentes de
emanación de metano y subproductos (vapor de agua, dióxido de carbono). En
presencia de aguas frías el metano se mezcla dando lugar a la formación de
hidratos de metano. Es frecuente encontrar una capa de hidratos de metano en
los fondos oceánicos con espesores de varios decenas de metros.
Los hidratos de metano (clatratos de
metano) son extremadamente abundantes en los fondos marinos. Cada litro sólido
del hidrato contiene 168 litros de metano
a la presión atmosférica. En la imagen se observa una concreción de
hidratos de metano cristalizados proveniente del fondo oceánico.
El origen de las aguas planetarias
En general se considera que el origen del agua terrestre se
relaciona con el contenido de este compuesto en los planetesimales que formaron
La Tierra en sus comienzos. A este contenido original se agregan los aportes de
cometas, asteroides y meteoritos durante los 4,500 millones de años de la
historia geológica del planeta.
Existe sin embargo otra posible fuente de H2O que
se relacionaría con procesos químicos ocurridos en el manto y sobre todo en la
corteza. En efecto, siguiendo los argumentos de la teoría que sostiene el
origen abiótico de los hidrocarburos postulada por Thomas Gold se identifica un
proceso de hidrogénesis debido a la oxidación del metano ascendente desde el
manto superior hasta la superficie.
En su recorrido, el metano sufre cambios químicos asistidos
por procesos metabólicos bacterianos. El CH4 se oxida generando H2O y CO2.
Los volúmenes de agua y dióxido de carbono producidos dependen de los volúmenes
de gas metano ascendente. Como el hidrógeno se oxida con mayor facilidad que el
carbono, los volúmenes de agua generados son más importantes que los volúmenes
de CO2 . En ese proceso de
oxidación los hidrocarburos pierden hidrógeno y se enriquecen en carbono (p.ej.
2CH4 + O puede dar lugar a C2H6+ H2O
y a su vez C2H6+ O dar lugar a C3H8+ H2O
y así sucesivamente).
Luego de continuadas oxidaciones del hidrógeno los
hidrocarburos se hacen más carbonosos hasta llegar a fluidos exclusivamente
carbonosos, con poco o ningún hidrógeno.
Thomas Gold sostiene que las carbonizaciones comunes en el
registro geológico no son de origen fósil como se cree habitualmente sino el
resultado de carbonización por ascenso e impregnación de fluidos muy ricos en
carbono.
Al mismo tiempo que se generan hidrocarburos carbonosos
(gases más pesados, naftas, alquitranes) los procesos de oxidación van
liberando agua.
Estos fenómenos de generación de agua comenzaron
inmediatamente de estabilizarse el planeta en sus orígenes y continuaron
durante toda su evolución geológica tal vez incrementándose en períodos
geológicos más recientes. Un cálculo simple permite atribuir una parte muy
importante del volumen hídrico de la corteza a estos procesos de oxidación del
metano.
Si así fuera, es probable que en el momento que comienza la
disyunción continental en el Jurásico la
cantidad de agua de la hidrósfera fuera bastante menor a la actual y por lo
tanto la profundidad de los mares también sería inferior. Debemos señalar que
de acuerdo a la hipótesis de la expansión terrestre en ese momento geológico no
había aún océanos en el sentido actual de la palabra.
Esto permitiría comprender la actual composición del agua
marina. Una parte de los compuestos disueltos estaban ya en las aguas más
antiguas incluidas en meteoritos, asteroides y cometas (planetesimales originales
y cuerpos que impactaron después).
Pero otra parte, no despreciable, tal vez fundamental, puede
haber provenido desde las profundidades durante el ascenso de las aguas
juveniles resultantes de la oxidación de los hidrocarburos.
Desde el principio los procesos de oxidación del metano y
otros compuestos derivados (y de generación de agua) fueron facilitados
(acelerados) por la acción bacteriana y por ende losorganismos bacterianos
debían estar perfectamente adaptadas a ese ambiente geológico profundo.
Lo mismo puede decirse de las primeras bacterias que poblaron
los mares antiguos y de los organismos que se desarrollaron en las aguas
superficiales a partir de ellas.
La importancia que tuvieron las aguas naturales cargadas en
sales en el desarrollo de la biota no debe ser subestimado.
Eso nos permite afirmar con escaso margen de incertidumbre
que los seres uni y pluricelulares actuales, tanto acuáticos como continentales
están asociados profundamente en sus orígenes y evolución a las características
y propiedades del agua marina y atmosférica.
Reflexiones sobre el
origen de la vida en La Tierra
Extraido de Pueblos, Drogas y
Serpientes, Danilo Antón, 2002, Piriguazú Ediciones, México, Costa Rica
En el principio fue el hielo
Antes que cayera a gran velocidad en el vientre acuoso de aquel mundo azul, ella había pasado mucho tiempo dormida en el hielo, protegida por una masiva envoltura gris de roca y polvo.
Antes que cayera a gran velocidad en el vientre acuoso de aquel mundo azul, ella había pasado mucho tiempo dormida en el hielo, protegida por una masiva envoltura gris de roca y polvo.
Es difícil
saber cuanto tiempo transcurrió desde que dejó su otro mundo, al otro lado de
estos universos estelares y gaseosos. La conciencia del tiempo requiere una
complejidad especial que, por lo menos dentro de esta protuberancia sideral en
que ella viajaba, aún no existía.
En su lugar
de origen había otros seres iguales a ella, espirales alargadas de vida nutridas por océanos y
lagos diferentes, muy antiguos, muy lejanos.
Tal vez no
llegó sola, probablemente venían con ella cientos, miles, millones de hermanas
igualmente encerradas en sus costras heladas.
En su
alargado cuerpo traía toda la información necesaria para reconstruirse entera,
para navegar, para crear hijas nuevas replicadas a partir de los códigos
viejos.
Cuando cesó
la lluvia de partículas y rocas sobre las olas rugientes del gran mar, casi
solitario, ella sintió resquebrajarse la costra y fundirse el hielo.
De a poco su
roca-útero se fue achicando, hasta que pudo derivar, moverse su esencia más común
(hecha de oxígeno y carbono) hasta que no quedó más que un milésimo de su
concentración original. Liberaron el oxígeno y formaron un nuevo tipo de aire,
mejor adaptado a sus necesidades.
Algunas de
ellas comenzaron a respirar, quemando lentamente la materia orgánica en este mundo
azul desconocido, pero que parecía tan hospitalario como el propio.
Sus hermanas
también habían caído allí, antes o después, y estaban buscando sin prisa, los
calores, las luces, los alimentos necesarios.
Al cabo de
mucho tiempo, ellas, las pequeñísimas serpientes celestiales, se habían
extendido a todas las aguas del planeta, a los océanos, a las nubes, a los ríos
y lagos, y al rocío. Hasta las venas líquidas en lo más profundo de la tierra
pasaron a estar pobladas por una muchedumbre de seres minúsculos. Madres e
hijas, innumerables, reproduciendo los registros antiquísimos en las nuevas
aguas terrenales, para crear otra esfera de vida en el espacio.
Nuestras
pequeñas progenitoras
Ellas traían
una capacidad principal en sus larguísimas y enroscadas espirales, la del
aprendizaje.
Podían
reproducirse en millones de copias casi idénticas y tan sólo trasmitir hacia el
futuro aquellos rasgos más resistentes, más eficientes, más benéficos.2
Así lograron
aprovechar la energía de la estrella del sistema para construir sus propios
cuerpos y a utilizar los gases del aire como la base de su materia viva.
Muchas de
ellas se unieron para mejorar su adaptación al medio. Formaron numerosas
asociaciones en las que cada una adoptó una función determinada. Protegidas en
la multitud lograban ayudarse mutuamente en la difícil tarea de la
supervivencia.
Cada
generación registró la experiencia del éxito y el fracaso. Los códigos se
enriquecieron en nueva información sobre el planeta azul y así fueron
aprendiendo y trasmitiendo lo aprendido.
De a poco
ocuparon todos los espacios líquidos del astro, desde las altas nubes hasta las
aguas calientes en las resquebrajaduras de las rocas.
Y el planeta
comenzó a vivir de una manera diferente .
Parecían
tener una estrategia, y tal vez la tenían, incrustada en los millones de
antiguas instrucciones heredadas de otros mundos.
Cambiaron los
gases de la atmósfera, consumieron el compuesto ga abundante que ellas mismas
habían formado, mientras que las otras continuaban construyendo sus organismos
con la ayuda de la luz del sol o de otras fuentes de energía provenientes de
las profundidades.
Gracias a
estos cambios lograron conservar la temperatura de los aires y las aguas
relativamente estable.
Como la
estrella se calentaba gradualmente, crearon un sistema de enfriamiento, que
permitió refrescar la atmósfera, manteniendo el ambiente dentro de los
límites apropiados para la vida.
A la vez
desarrollaron nuevos sistemas para favorecer el aprendizaje y mejorar las
réplicas futuras. Algunas especies se dividieron en dos grupos distintos, pero
complementarios. Los individuos de un grupo se unían a los del otro grupo para
reproducirse en forma más variada.
Ya no eran
miles o millones de copias casi idénticas, sino combinaciones múltiples entre las dos mitades complementarias.
Una de estas
mitades, la femenina se dedicó a gestar los huevos y generar nuevas crías, y la
otra, la contraparte masculina, a cooperar de diversas formas para su formación
y crecimiento.
Así fueron
surgiendo numerosísimas variantes.
Algunas
especies crecieron a tamaños gigantescos, asociaciones de billones de espirales
en sus envolturas acuosas, mientras que otras se mantuvieron separadas, como en
los viejos tiempos de la lluvia del hielo.
La mayoría de
las asociaciones siguieron flotando o nadando en todos los niveles de mares y
lagos, unos grupos intentaron salirse del agua y se arrastraron por la tierra
seca llevando sus sacos líquidos a cuestas.
También se
desarrollaron en los suelos enterrando raíces en la tierra para absorber la
humedad y elevando sus hojas hacia el cielo para obtener la luz y el gas
precioso del carbono.
De esa forma
se formaron complejas asociaciones en donde trillones de minúsculas serpientes,
se agrupaban, crecían y morían, replicándose en número cada vez mayor. En cada
nueva generación aprendían muchas cosas, y las trasmitían a la siguiente.
Todo el planeta estaba vivo, latía al compás de los
nuevos intentos y exploraciones, y así,
de a poco, se fue organizando su materia.
Los vehículos de la vida
Además de las estrellas y planetas, el Universo está poblado por
infinidad de pequeñísimos astros que actúan como vehículos de la vida en el
espacio y en el tiempo.
Generalmente se encuentran lejos de los soles y estrellas, derivando
en las enormes distancias frías y oscuras.
Los más pequeños, que son la
enorme mayoría, permanecen congelados por cientos de millones de años sin que
nada perturbe su largo invierno sideral.
Otros, los más grandes, poseen suficiente masa como para generar algo
de calor a partir de sus minerales y compuestos radiactivos.
En estos cuerpos celestes los hielos interiores pueden fundirse
formando tibios mares subterráneos. Estos son, probablemente, los escenarios
más comunes de la vida en el cosmos.
Pequeñas bacterias y otros organismos difíciles de imaginar,
sobreviven, se reproducen y evolucionan en estos ambientes, utilizando la limitada pero duradera energía disponible. El
Sistema Solar contiene millones, tal vez miles de millones de dichos cuerpos.
Una gran cantidad se encuentra lejos del
Sol, más allá de las órbitas de Urano y Neptuno.
Algunos están más cerca del centro, en regiones más cálidas, y
ocasionalmente se acercan tanto al astro pri ncipal que sus hielos pueden
vaporizarse y ser eyectados en forma de gas y polvo.
Estos cuerpos, que muchas veces se muestran en forma espectacular en
los cielos nocturnos son llamados «cometas».
Algunos astrónomos, cada vez más, piensan que los cometas y sus
parientes de las lejanías oscuras y frías, son portadoras de formas de vida
cuyas características resultan difíciles de imaginar. Tal vez algunos de ellos se comporten como
verdaderos organismos con su
«metabolismo» e historia de vida particular y única.
Según Chandra Wickramansinghe, Fred Hoyle y otros investigadores, la
vida ha sido un fenòmeno común en el Universo desde hace mucho tiempo, casi
desde los comienzos (si es que hubo comienzos), diseminándose a través del
espacio embarcada en los minúsculos astros cometarios.
Así llegaron a La Tierra los
primeros organismos en los remotos orígenes, hace varios miles de millones de
años. De ese modo continuaron llegando, trayendo nuevos aportes genéticos a lo
largo de toda la historia geológica del planeta.
Grandes y pequeños bloques helados bombardearon la atmósfera
enriqueciéndola en agua y otros compuestos y elemenetos livianos
(nitrógeno, metano, dióxido de carbono,
etc).
De esa manera, gradualmente, se formaron los mares primigenios, se
colmaron de agua las hendiduras dela corteza y se fue constituyendo la mezcla
de gases que denominamos «aire». A esta
atmósfera contribuyeron también los gases emanados del interior planetario en
un proceso de degasificación que aún continúa.
Estas emisiones gaseosas fueron
principalmente nitrógeno y
metano. El nitrógeno aún está presente mayoritariamente en la atmósfera, y el
metano sufriò procesos de oxidación enriqueciendo la superficie de dióxido de
carbono y agua.
Repensando los orígenes
Esta teoría, que había sido expuesta por parimera vez por el astrónomo
sueco Svenius Arrhenius en 1939 y adoptada por Francis Crick (co-descubridor
del ADN) en 1980 y muchos otros científicos en tiempos más recientes, es
denominada «panspermia».
La hipótesis sostiene que no es probable que la vida se haya formado a
partir de una «sopa» terrestre original. Las proteínas, que son los elementos
básicos de los procesos vitales, son construidas por medio de una compleja
operación qu einvolucra varias gigantescas moléculas alargadas, el ácido
desoxirribonucleico o ARN, que ransmite y ejecuta las instrucciones.
Normalmente las molécular proteicas están formadas por unos 200
aminoácidos constituidas por 20 «especies»
de aminoácidos diferentes.
Señalan Crick y otros que las posibilidades de que estos 200
componentes se agrupen al azar para dar lugar a cualquier proteína son
prácticamente nulas.
Ahora bien, existe un numero enorme de proteínas distintas adaptadas
para cumplir las diversas funciones vitales de los cientos de millones de
especies animales y vegetales existentes en el planeta. Se estima que tan sólo
en los seres humanos hay unas 60,000 proteínas diferentes.
La propia molécula de ADN, que contiene las instrucciones para
construir las proteínas, es una anomalía
química de una complejidad difícilmente imaginable.
Se trata
de miles de millones de grupos de átomos (pares de bases) alineados formando
una doble cadena extremadamente larga. ¡Su dimensión
longitudinal es miles de millones de veces mayor que su ancho!
Es algo así como un cabello que
tuviera varios cientos de quilómetros de largo.
La longitud del ADN en cada una de
las células humanas es de 2 metros.
Si sumáramos el largo del ADN de
todas las células del cuerpo (10,000 millones) alcanzaríamos una extensión
total de 20 millones de kilómetros, o sea màs de 60 veces la distancia de la
Tierra a la Luna.
La panspermia
Francis Crick
obtuvo un Premio Nobel por ser co-descubridor de la estructura de la molécula
de la vida, una larguísima y compleja doble hélice que fue denominada ácido
desoxiribonucleico o ADN3 .
En su libro
“La vida misma, su origen y naturaleza”, Crick argumentaba que la vida no pudo
haber surgido de una sopa terrestre primitiva.
En primer
lugar, porque la molécula de ADN no puede ensamblarse sola, requiere proteinas
especiales para hacerlo. Y en segundo lugar, porque no parece posible que las
proteinas puedan formarse por casualidad.
Todas las
proteinas están hechas de tan sólo 20
aminoácidos específicos. Cada una de ellas contiene doscientos aminoácidos que
son combinaciones variables de la veintena de compuestos antes mencionados.
De acuerdo a
Crick, las probabilidades de que se formara una proteina cualquiera por azar
son de apenas una en 10160, cantidad mucho mayor que TODOS los átomos del universo
conocido (1080).
Es como si un
remolino que agitase un depósito de chatarra, “casualmente” construyera un jet
B-747 listo para volar…
Este autor
concluye que la complejidad que existe en las estructuras celulares no puede
ser debida al azar. Las moléculas iniciales de la vida debieron provenir del
espacio.
Esta teoría
que ha sido llamada “panspermia”, había sido propuesta por Svante Arrhenius4 a principios del siglo XX, y desarrollada por
Fred Hoyle y Chandra Wickramasinghe durante las últimas décadas3 .
Piensan
Hoyle y Wickramasinghe que la vida se habría originado en el momento de la
formación de las galaxias, tal vez de la nuestra (“la Vía Láctea”) o del
conjunto de las galaxias del universo conocido, y a partir de ese momento se
habría difundido contenida y transportada en los pequeños cuerpos cometarios
“sembrando” los planetas que tenían las
condiciones apropiadas6 . La Tierra recibió sus primeras semillas devida
hace casi 4,000 millones de años, evolucionando en diferentes direcciones de
acuerdo a las condiciones de los ambientes encontrados. Según Wickramasinghe
(1974), el polvo interestelar es esencialmente orgánico y existe vida de tipo
bacteriano por doquier.
Estos
organismos y materia orgánica estarían llegando a la atmósfera terrestre en
forma regular, modificando y enriqueciendo el stock genético planetario.
Ello
explicaría la presencia de compuestos orgánicos detectados al quemarse algunos
meteoritos a 80 quilómetros de altura7 , y el reciente hallazgo de bacterias vivas
a 16,000 de altitud8 .
Este
último autor y Fred Hoyle interpretan como de origen orgánico la coloración
rojiza de ciertos satélites planetarios cuya superficie está cubierta de hielo
(p.ej. Europa, Calisto y Charon9 ), y de otros astros ubicados en el llamado
cinturón de Kuiper10 . De acuerdo a ambos astrónomos, el interior de estos
planetoides (cuya temperatura exterior es inferior a –200° C), estaría
“entibiado” por los procesos de desintegración radioactiva de sus minerales,
permitiendo la existencia de agua líquida en su interior, y por ende, de
procesos biológicos. Piensan estos
autores que la vida puede sobrevivir la congelación profunda por mucho tiempo,
tal vez decenas o cientos de millones de años.
Polvo de estrellas, semillas de la vida
Parecía difícil de creer. Cuando Chandra Wickramasinghe, y más tarde,
Shirwan Al-Mufti, allá en la década de los setenta y principios de los ochenta,
trabajando bajo la supervisión del Prof. Fred Hoyle estudiaron la composición
de los polvos interestelares, llegaron a la conclusión que las partìculas
estaban constituidas en gran medida por polìmeros orgánicos, cuyos espectros de
absorción luminosa se revelaban muy similares (casi idénticos) a los que
producían las esporas de bacterias desecadas.
¡El polvo interestelar estaba hecho de bacterias!
Los trabajos que reportan los hallazgos fueron publicados en 1974
(Wickramasinghe, N.C., Nature, 252, 462, 1974 y Wickramasinghe, N.C.,
M.N.R.A.S., 170, 1974)11, en 1977 (Hoyle, Fred y
Wickramasingh, N.C., Nature, 268, 610, 1977)12 y en 1982 (Hoyle, Fred, Wickramasinghe y
Al-Mufti, S., Astrophys. Sp.Sci. 86, 341, 1982)13.
A pesar que la información
había sido rigurosamente obtenida, analizada e interpretada, la comunidad
científica internacional decidió rechazar sin
màslas nuevas revelaciones. No era posible que hubiera bacterias en el
espacio sideral. Ellas no sobrevivían en el vacìo. No resistían el intenso frío
del espacio. Las bacterias sòlo existían en la Tierra como producto de una
evolución propia de nuestro planeta. Era imposible.
De ser ciertas las alegaciones de Hoyle, Wickramasinghe y Al-Mufti, se
derrumbaría el paradigma reinante. Habría que reescribir los libros de ciencia.
Otra vez, como había ocurrido tantas veces en la historia de la
ciencia y de la humanidad se decretó que los
nuevos datos eran inadmisibles, inapropiadamente obtenidos y/o mal
interpretados.
Pasaron algunos años. La nueva información que se recogió durante las
dos décadas siguientes parece confirmar la hipótesis del polvo interestelar
bacteriano. Meteoritos con restos de bacterias fosilizadas, múltiples pruebas
acerca de la resistencia de las esporas, algunas bacterias contenidas en el
aparato digestivo de abejas fosilizadas en ámbar fueron vueltas a la vida luego
de 25 millones de años. Se sabe que hubieron bacterias terrestres que
resistieron casi tres años en el ambiente inhóspito lunar y fueron traidas de
regreso a la Tierra por una sonda rusa en la dècada de 1960, se han encontrado
bacterias viables a gran altura, en la estratósfera14, y recientemente la sonda
Stardustregistró polímeros orgánicosque parecen bacterianos en pleno espacio
interplanetario. Resulta cada vez más difìcil contradecir las
evidencias.
El universo está poblado de vida.
En las cortezas, océanos y atmósferas de los grandes planetas, en el interior
de los pequeños asteroides y cometas, en los fragmentos de hielos errantes, y
hasta en el polvo cósmico microscópico. Innumerables esporas bacterianas
recorren los espacios oscuros y gélidos en busca de un lugar donde despertar,
vivir y reproducirse.
Una vida que siempre existió y
siempre existirá. Sin principio ni fin.
De ellas provenimos. Nuestros
innumerables e inmortales ancestros cósmicos15. Las diminutas serpientes
celestiales.”
·
Carey, Samuel Warren, 1988, Theories of the earth and
universe: a history of dogma in the earth sciences, Stanford University Press
·
Gold, Thomas, 1992-1999, The deep hot biosphere,
Copernicus-Springer Verlag, New York.
·
Hurrell, Stephen,1994-2011, Dinosaurs and the Expanding Earth
·
Hurrell, Stephen, 2011, Ancient Life’s Gravity and Implications for the
Expanding Earth; Istituto Nazionales di Geofisica e Vulcanologia, Sezione
Roma1,Roma Italia
·
Kuhn, Thomas S. (ed.or.1962), 2005. La estructura de las revoluciones científicas. Fondo de
Cultura Económica de España.
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Lovelock, James, 1988. The ages of Gaia, The
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Maxlow, James, 2005, Terra non Firma Earth: Plate
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Cela, Vicente, 2005. La energía en los procesos geológicos. Prensa
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Wegener, Alfred, 1915: Die Entstehung der Kontinente
und Ozeane. Sammlang
Vieweg, 23, 94 págs. Braunschweig
·
Wegener,
Alfred, 1983 (edición en español). El origen de los continentes y océanos.
Ediciones Pirámide, S.A. Ciencias del hombre y la naturaleza. 230
págs. Madrid.
[1]
Esta interpretación se basa en las investigaciones de Vicente Sánchez Cela.,
[2]Traducido y adaptado de Thomas
Gold origeminorganicadopetroleo.blogspot.com/2011/01/thomas-gold-professional-papers.htmlld
[i] Neologismo a partir del ADN
[ii] Para redactar esta sección nos basamos en el trabajo de Mark
Gerstein y Michael Levitt titulado “Simulating water and the molecules of
life; Scientific American, November
1998, pag. 100-105.
[iii] Por ejemplo el modelo
realizado por Levitt y Miriam Hirshberg del National Institute for Medical
Research en Londres a fines de la década de 1980.
2013
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