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Muchos planetas “habitables” tienen niveles de gases tóxicos incompatibles con la vida compleja

Hace unos días contaba aquí que, frente al optimismo de muchos sobre cuándo un planeta puede considerarse habitable, las aportaciones de científicos de diversas disciplinas han reducido bastante esa supuesta franja de habitabilidad. Ya no se trata solo de que un exoplaneta, además de tener un suelo rocoso y una atmósfera, se encuentre a la distancia apropiada de su estrella como para que su superficie no sea ni ardiente ni gélida y pueda existir agua en forma líquida, lo que se conoce como la zona “Ricitos de Oro” (por la niña del cuento que no quería la sopa muy caliente ni muy fría).

A esta condición básica, distintos expertos han añadido como requisitos para la vida la existencia de un campo magnético, un nivel de radiación moderado, una rotación no sincrónica, la presencia de una química precisa, una evolución inicial favorable, una dinámica tectónica activa y un ciclo sostenible de carbonatos-silicatos. Recientemente un análisis de los datos de los exoplanetas rocosos conocidos estimaba que solo uno, Kepler-186f, podría tener un campo magnético potente; lo que, de ser cierto, enfría bastante las esperanzas de que alguno de los planetas ya descubiertos pueda albergar vida, o al menos vida compleja.

Ilustración del sistema TRAPPIST-1. Imagen de NASA/JPL-Caltech.

Ilustración del sistema TRAPPIST-1. Imagen de NASA/JPL-Caltech.

Ahora, un nuevo estudio viene a recortar aún más las posibilidades de vida compleja en los exoplanetas. Investigadores de varias instituciones de EEUU, incluyendo la NASA, se han planteado la siguiente cuestión: nuestro propio planeta depende de un potente efecto invernadero creado por el dióxido de carbono (CO2) para mantener temperaturas compatibles con la vida. También en lo que se refiere al CO2 hay una zona Ricitos de Oro: Marte y Venus tienen atmósferas compuestas sobre todo por este gas; pero mientras que la de Marte es muy tenue, dando como resultado un planeta gélido, la de Venus es aplastante, con un efecto invernadero catastrófico que convierte a este planeta en el más caliente del Sistema Solar. Y sin embargo, ambos están situados en la zona de habitabilidad del Sol; para un exoastrónomo que nos observara desde la distancia, Venus y Marte serían tan habitables como la Tierra.

El objetivo de los autores del estudio es evitar este error a la hora de valorar la habitabilidad de los exoplanetas. Según cuentan en su trabajo, la definición actual de la zona habitable de un planeta extrasolar contempla la existencia de un efecto invernadero que en buena parte de esa franja requiere concentraciones de CO2 incompatibles con la vida compleja terrestre. Es más, y dado que muchos de los exoplanetas descubiertos orbitan en torno a estrellas enanas rojas –las más abundantes de la galaxia–, los autores añaden que “el tipo y la intensidad de radiación ultravioleta de estas estrellas pequeñas y frías puede conducir a altas concentraciones de monóxido de carbono (CO), otro gas letal”.

Basándose en estos datos, los autores concluyen que en dos de las estrellas más próximas a nosotros y en las que residían buenas esperanzas de hallar vida, Proxima Centauri y TRAPPIST-1, la zona habitable simplemente no existe. En otras estrellas, estos condicionantes reducen seriamente la posible franja de habitabilidad, y dejan fuera de ella a ciertos planetas que parecían también prometedores; por ejemplo, Kepler-186f quedaría en una zona de excesiva toxicidad por CO2, como puede verse en el gráfico.

En esta figura, toda la zona coloreada marca la franja de habitabilidad tal como se entiende tradicionalmente, basada solo en la temperatura de la estrella y en su luz. De toda esta franja, solo la parte azul contiene concentraciones de CO y CO2 compatibles con la vida compleja. Las partes en amarillo y rojo claro señalan respectivamente las zonas con exceso de CO2 y CO, mientras que en la zona de rojo oscuro ambos gases están presentes en concentraciones letales.

Según el director del estudio, Timothy Lions, de la Universidad de California en Riverside, sus resultados indican que “los ecosistemas complejos como los nuestros no pueden existir en la mayoría de las regiones de la zona habitable tal como se define tradicionalmente”. Por su parte, el primer autor del estudio, Edward Schwieterman, dice: “Pienso que mostrar lo raro y especial que es nuestro planeta refuerza la necesidad de protegerlo”. Y añade: “Hasta donde sabemos, la Tierra es el único planeta del universo que puede sostener la vida humana”.

Naturalmente, esto no implica que la Tierra sea el único planeta del universo que puede sostener la vida en general. De hecho, ciertos microbios pueden prosperar perfectamente en atmósferas ricas en CO2 e incluso en CO. Los propios autores del nuevo estudio han publicado recientemente otro trabajo en el que muestran cómo la presencia de altos niveles de CO no es necesariamente un signo de un planeta sin vida; pero en estos casos la vida solo podría restringirse a formas simples microbianas sin posibilidad de que existan organismos multicelulares, descartando la existencia de una civilización inteligente.

En un futuro cercano, los nuevos telescopios van a permitir obtener firmas espectrales (por el espectro de luz) de la composición atmosférica de muchos exoplanetas. Sin duda estos estudios ayudarán a valorar con más precisión qué planetas poseen atmósferas realmente habitables y cuáles no. Pero por el momento, quizá no estaría de más que resultados como los de Schwieterman, Lions y sus colaboradores se tengan en cuenta a la hora de presentar los nuevos exoplanetas descubiertos como “habitables”. Sobre todo para evitar la falsa impresión de que los lugares habitables en el universo son muy abundantes; una idea que hoy, como mínimo, solo puede calificarse de infundada.

La contaminación empieza en los Pirineos

Desde Torrelodones, donde vivo, se divisa sobre Madrid una gigantesca y perenne nube negra. La famosa boina de contaminación no siempre tiene la misma talla; en períodos de buen tiempo, sin lluvias ni vientos fuertes, la visión de la capital desde el pie de la Sierra parece la del mismo Mordor de Tolkien.

Por desgracia para los capitalinos, pero por suerte para el resto, la humareda se concentra tenazmente sobre el casco urbano. Fuera de la ciudad, la baja densidad de población de España comparada con otros países europeos premia a otras regiones con un aire más respirable en lo que se refiere a emisiones de CO2 procedentes de combustibles fósiles. Y esto es más que una hipótesis, a juzgar por los impactantes gráficos que acaba de publicar un equipo de investigadores de las Universidad Estatales de Arizona y Colorado (EE. UU.), las Universidades de Purdue (EE. UU.) y Melbourne (Australia), y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU.

El trabajo, financiado por la NASA, no es el primero que presenta las emisiones de CO2 a nivel global, pero sí que las cuantifica hora a hora durante 15 años para todo el planeta y con un nivel de resolución que llega a la escala de ciudad. El Fossil Fuel Data Assimilation System (FFDAS, Sistema de Asimilación de Datos de Combustibles Fósiles) combina información de satélites, de población, de consumo de combustibles por países y de centrales energéticas para ofrecer un panorama que es muy fácil de apreciar gráficamente de un vistazo y que ayudará a las administraciones y a los organismos internacionales a la hora de diseñar sus políticas medioambientales.

O, al menos, ese es el propósito de los autores: “Estamos avanzando un gran paso para la creación de un sistema de monitorización global de los gases de efecto invernadero”, apunta el director del estudio, Kevin Robert Gurney. “Ahora podemos proporcionar a cada país información detallada de sus emisiones de CO2 y mostrar que es posible disponer de una monitorización independiente y científica de los gases de efecto invernadero”.

Los investigadores han estudiado el período comprendido entre 1997 y 2010, y han contrastado sus resultados con datos independientes de EE.UU. tomados individualmente desde tierra, por lo que confían en que el sistema es fiable para todo el planeta. En adelante se proponen actualizar los datos cada año.

Los resultados, publicados en la revista Journal of Geophysical Research, muestran fenómenos como el aumento progresivo de emisiones en China y el sur de Asia o los efectos de la crisis financiera global. Pero sobre todo, es muy llamativo cómo el centro de Europa se colorea del tono de su bandera, el azul, correspondiente a niveles de emisión superiores a 0,1 kilogramos de CO2 por metro cuadrado al año, e incluso en algunas regiones se llega al rojo, más de 1 kg de CO2 por m2 y año. Por el contrario, la mayor parte de la Península Ibérica, exceptuando los grandes núcleos, se mantiene en amarillo o por debajo de 0,1, como se aprecia en la siguiente imagen que corresponde a 2009.

Emisiones globales de CO2 de los combustibles fósiles representadas por el sistema FFDAS. Imagen de FFDAS.

Emisiones globales de CO2 de los combustibles fósiles representadas por el sistema FFDAS. Imagen de FFDAS.

En este vídeo (en inglés), Gurney explica el fundamento del FFDAS y la visualización de los resultados. Además del progreso de las emisiones a lo largo del tiempo, otro mapa muestra cómo la producción de gases de efecto invernadero varía entre el día y la noche. Además se representa cómo los sistemas atmosféricos desplazan las masas de contaminación, lo que, por desgracia, en ocasiones lleva la nube de CO2 producida en Europa central directamente por encima de nuestras cabezas.