Son numerosos las investigaciones, novelas e incluso películas que tratan la búsqueda de planetas que puedan albergar vida humana. Todos ellos alimentados por una visión crítica y, cada vez más realista, del estado de salud de la Tierra. Y en esta ocasión, la ciencia ha hablado: va a llegar el día en que el oxígeno en el planeta se agotará.
- Un estudio publicado en la revista Nature Geoscience, dirigido por el científico ambiental Kazumi Ozaki, ha analizado minuciosamente la evolución de los gases en la atmósfera. Mediante casi 400.000 simulaciones de sistemas climáticos, biológicos y geológicos han concluido que la Tierra será abundante en metano y que con el paso del tiempo el oxígenos se acabará.
- “Utilizamos un modelo combinado de biogeoquímica y clima para examinar la escala temporal probable de las condiciones atmosféricas ricas en oxígeno en la Tierra “, concretan en el estudio. Y por tanto, justifican la subida del metano en los cambios en la luminosidad del Sol y en las variaciones en el dióxido de carbono, entre otros motivos.
¿Sufrirá el ser humano esta desoxidación?
La respuesta es aliviadora, por el momento. Según los investigadores, este fenómeno ocurrirá dentro de mil millones de años. Y es que el principal motivo del agotamiento del oxígeno emana del envejecimiento del Sol.
“Descubrimos que la desoxigenación futura es una consecuencia inevitable del aumento del flujo solar”, afirman los investigadores. Un aumento que provocará una subida de la temperatura de la estrella y, por ende, liberará más energía, lo que propiciará una reducción del dióxido de carbono en la atmósfera.
- Toda esta situación apocalíptica no es nueva para la longeva historia de la Tierra. Según el estudio, el planeta sufrió una etapa parecida en el Eón Arcaico, periodo en el que la atmósfera carecía de oxígeno libre, hace 2.400 millones de años.
- Actualmente, el oxígeno es elemental para organismos grandes y complejos, y es crucial para que la vida florezca en el planeta. Ocupa el 21% de la atmósfera y ahora se sabe gracias a la ciencia que, una vez más, la Tierra se quedará sin aire respirable.
El metano es más del 50% de las emisiones mundiales de gas efecto invernadero
El objetivo del Compromiso Mundial del Metano 2021 es ambicioso: reducir las emisiones de metano en un 30% para finales de la década. Así ganaremos un tiempo vital para reducir las emisiones de dióxido de carbono.
Más de 150 países han suscrito ya el compromiso , lo que representa más de la mitad de las emisiones mundiales de un gas de efecto invernadero extremadamente potente, pero de vida corta.
- Para poner en práctica el compromiso, muchos líderes anunciaron políticas para reducir el metano. Sin embargo, las últimas investigaciones muestran que las emisiones mundiales de este gas siguen aumentando rápidamente. Las concentraciones atmosféricas crecen ahora más rápidamente que en ningún otro momento desde que se empezó a llevar un registro mundial hace unos 40 años.
- Estas conclusiones se han publicado esta semana en nuestro cuarto balance mundial del metano, en un documento y preprint de la investigación (una versión aún no revisada por pares) realizada a través del Global Carbon Project , con contribuciones de 66 instituciones de investigación de todo el mundo.
- Las fuentes naturales de metano son la materia orgánica en revisión de los humedales. Pero el ser humano ha disparado sus emisiones. Hemos seguido los cambios en las principales fuentes y sumideros de este potente gas de efecto invernadero y hemos descubierto que el ser humano es ahora responsable de dos tercios o más de todas las emisiones mundiales.
Es un problema, pero podemos mejorarlo. Reducir las emisiones de metano es una de las mejores y únicas palancas a corto plazo de las que podemos tirar para frenar el ritmo del cambio climático.
¿Por qué es tan importante el metano?
Después del dióxido de carbono, el metano es el segundo gas de efecto invernadero más importante que contribuye al calentamiento global provocado por el hombre.
- Aunque las actividades humanas emiten mucho menos metano que dióxido de carbono en términos reales, el primero tiene un poder oculto: es 80 veces más eficaz que el CO₂ para atrapar el calor en las dos primeras décadas desde que llega a la atmósfera.
- Desde la era preindustrial, el planeta se ha calentado 1,2 °C (media de los últimos 10 años). El metano es responsable de aproximadamente 0,5 °C de ese calentamiento, según los últimos informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).
- En la atmósfera, el metano se mezcla rápidamente con el oxígeno y se convierte en dióxido de carbono y agua. En cambio, el dióxido de carbono es una molécula mucho más estable y permanecerá en la atmósfera, atrapando el calor, durante millas de años hasta que sea absorbido por los océanos y las plantas.
La combinación de su corta vida útil y su extrema potencia hacen del metano un excelente candidato para los esfuerzos por atajar rápidamente el cambio climático.
La atmósfera de la Tierra tiene fugas
Desde finales de la década de 1960, los satélites sobre los polos detectaron un flujo extremadamente rápido de partículas que escapaban al espacio – a velocidades de 20 kilómetros por segundo. Los científicos sospechaban que la gravedad y el campo magnético por sí solos no podían explicar completamente el flujo. Tenía que haber otra fuente que creara esta fuga.
- Resulta que la fuerza misteriosa es un campo eléctrico global previamente desconocido, según un estudio reciente. El campo tiene solo aproximadamente la fuerza de una pila de reloj, pero es suficiente para impulsar los iones más ligeros de nuestra atmósfera al espacio. También se genera de forma diferente a otros campos eléctricos en la Tierra.
Este aspecto recién descubierto de nuestro planeta proporciona pistas sobre la evolución de nuestra atmósfera, quizás explicando por qué la Tierra es habitable.
El campo eléctrico es “un agente del caos”, dijo Glyn Collinson, científico de cohetes de la NASA y autor principal del estudio. “Deshace la gravedad… Sin él, la Tierra sería muy diferente”.
“Pensado imposible de medir”
El campo eléctrico recién descubierto es tan fundamental para la Tierra como la gravedad, dijeron los autores, pero no fue fácil de detectar.
Nuestro sol puede calentar y energizar algunas partículas lo suficiente como para escapar al espacio, según la NASA. Pero las naves espaciales que observan una salida de partículas en los polos, llamada viento polar, mostraron que muchos iones se movían extremadamente rápidos pero fríos. La misión Cluster de la Agencia Espacial Europea midió alrededor de 90 toneladas de material que escapa cada día, en su mayoría iones ligeros de hidrógeno.
Matemáticamente, los científicos han teorizado durante mucho tiempo que un pequeño campo eléctrico podría proporcionar suficiente energía para transportar hidrógeno fuera de nuestra atmósfera. Pero probablemente se generaría a una escala subatómica y sería increíblemente débil. Además, necesitaría ser detectado a lo largo de cientos de kilometros.
“Se pensaba que era imposible de medir. Es tan débil”, manifestó Collinson. De hecho, Collinson y sus colegas tuvieron que inventar un instrumento, un espectrómetro de fotoelectrones, para medir el débil campo.
- Viajando en bote durante 17 horas, el equipo se dirigió a un lugar llamado Svalbard y lanzó un pequeño cohete, llamado Endurance, en honor al famoso barco antártico de la década de 1910, para volar brevemente al espacio y recopilar datos en tiempo real con el nuevo instrumento. Svalbard, un archipiélago entre Noruega y el Polo Norte, fue un lugar ideal porque los científicos de cohetes pueden lanzar directamente al viento polar.
- El espectrómetro del cohete registró un pequeño cambio de 0,55 voltios a 767 kilómetros de altura. Medio voltio parece poco, pero puede lanzar un átomo ligero al espacio. Para un átomo de hidrógeno, la atracción ascendente de este campo eléctrico es 10,6 veces más fuerte que la gravedad que tira hacia abajo, declaró Alex Glocer, físico de la NASA y coautor del estudio.
Las partículas más pesadas también se elevan, pero la fuerza no es suficiente para enviarlas completamente al espacio por sí mismas. Glocer dijo que los átomos de oxígeno más pesados necesitan mucho más impulso, alrededor de 10 electronvoltios de energía, para elevarse al espacio. Pero este campo eléctrico “preparara la bomba” y eleva los átomos de oxígeno más alto en la atmósfera, donde otros procesos pueden terminar catapultándolos al espacio.
- “Lo más sorprendente es lo pequeño que es el campo mientras todavía puede impulsar estos procesos globales”, señaló Derek Schaeffer, profesor de física de plasma en la Universidad de California, Los Ángeles, que no participó en el estudio.
- El físico espacial Philippe Escoubet, tampoco involucrado en el estudio, dijo que “estos son resultados fantásticos” y muestran grandes avances en la tecnología moderna para medir campos eléctricos tan pequeños con alta resolución.
“Diferente a cualquier campo eléctrico”
La Tierra tiene muchos campos eléctricos, pero el recién descubierto es “diferente a cualquier campo eléctrico que hayas encontrado en tu vida diaria”, dijo Collinson.
- Se llama campo ambipolar y comienza alrededor de 240 kilómetros sobre nosotros, explicó. El sol brilla sobre un átomo y rompe un electrón, separando el electrón negativo y el ion positivo, aunque siguen atrayéndose entre sí.
- Los electrones son ligeros y escaparían felizmente al espacio por sí mismos, pero la gravedad tira más fuerte del ion positivo más pesado, comentó Collinson.
- El electrón intenta alejarse, pero se forma una fuerza eléctrica entre los dos para evitar la separación, como un perro tirando de una correa. Este campo eléctrico está tirando en ambas direcciones, o es ambipolar, explicó la NASA.
Collinson dijo que “todas esas pequeñas, pequeñas, pequeñas correas eléctricas” suman este potencial de medio voltio en el fondo. El efecto neto del campo eléctrico eleva los iones para escapar al espacio como parte del viento solar.
¿A dónde van las partículas?
A medida que las partículas se elevan de nuestra atmósfera, algunas toman un viaje de ida al espacio. Otras encuentran su camino de regreso.
- Los modelos muestran que nuestro campo magnético puede atrapar estas partículas y empujarlas de vuelta hacia la Tierra, dijo Escoubet. Por ejemplo, las partículas pueden llover a través de las exhibiciones de las luces del norte.
“Algunas de las partículas regresan, pero no sabemos exactamente cuál es la proporción que regresa”, dijo Escoubet. “Esto es más difícil de medir”.
Otras veces, pueden permanecer en la burbuja protectora de la Tierra llamada magnetosfera, donde podrían afectar las tormentas entrantes del sol, dijo. Los iones de hidrógeno adicionales, por ejemplo, podrían amortiguar los efectos de una tormenta solar que interactúa con la Tierra.
Eso sería una buena noticia para nuestros sistemas de energía en la superficie que pueden ser sacudidos por la afluencia de partículas solares, pero también podría disminuir las vistas de la aurora boreal.
“Conocer exactamente cómo es ese campo es importante para simular correctamente estos procesos en las computadoras, lo que a su vez es una de las formas clave que tenemos para predecir el clima espacial”, dijo Schaeffer.
- Si pierdes demasiadas partículas, podría afectar a la Tierra de otras maneras, como se ve en otros planetas. Las 90 toneladas de material que escapan de la atmósfera superior de la Tierra cada día al espacio no son muchas, pero pueden acumularse con el tiempo, destacó Escoubet, el gerente de la misión Cluster que estudió el viento polar.
- Por ejemplo, el Marte una vez próspero, ahora tiene una atmósfera delgada y no sostiene vida, según sabemos. Se espera que cualquier planeta o luna con una atmósfera tenga este campo eléctrico ambipolar, lo que podría dar pistas sobre la evolución de un planeta.
La Tierra puede no estar en peligro de perder su atmósfera en nuestras vidas, pero Collinson dijo que el descubrimiento podría ayudarnos a entender qué hace posible la vida en nuestro planeta.
“Indudablemente, ha tenido un impacto en la evolución de nuestra atmósfera, pero no puedo decirte cuál es aún”, dijo. “Solo queremos la respuesta ahora, pero acabamos de descubrirlo”. /Agencias-PUNTOporPUNTO
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