Por Stephen Battersby

DURANTE miles de millones de años, la Tierra ha estado en un peligroso viaje a través del espacio. A medida que nuestro planeta gira alrededor del sol, todo el sistema solar emprende un viaje mucho más grande, dando vueltas a nuestro universo isleño cada 200 millones de años. Recorriendo nuestro camino a través del disco de la Vía Láctea, nos hemos desplazado a través de brillantes brazos espirales, desafiado la oscuridad estigia de densas nebulosas y presenciado la muerte espectacular de estrellas gigantes.

Muchas de estas maravillas bien pueden haber sido mortales, lloviendo radiación letal sobre la superficie de la Tierra o lanzando enormes misiles en nuestro camino. Algunos pueden haber aniquilado franjas de vida, destrozado continentes o convertido el planeta en hielo. Otros pueden haber sido más benignos, tal vez incluso sembrando las semillas de la vida.

Hasta ahora, esto es conjetura. No podemos volver sobre nuestro camino a través del cuerpo a cuerpo gravitacional de la galaxia, y mucho menos calcular qué incidentes nos ocurrieron dónde y cuándo. La Tierra misma, sus rocas recicladas constantemente por la tectónica de placas y remodeladas por la erosión, se olvida notablemente de los ataques del pasado desde el espacio.

Pero un repositorio de nuestras memorias cósmicas podría estar cerca. La tierra y las rocas de la luna perduran intactas durante eones. En lo profundo de la superficie lunar podría haber un archivo del viaje de nuestro planeta. Lo que la Tierra olvida, lo recuerda la luna.

Hace mucho tiempo, en esta galaxia pero muy, muy lejana the el cielo está lleno de estrellas brillantes y nebulosas brillantes, mucho más densas que los cielos mansos de hoy. Pero esta escena no va a durar. Una gran ola curvilínea de estrellas recoge el sistema solar como un trozo de restos flotantes, barriéndolo hacia los vacíos márgenes galácticos, lejos de su tierra olvidada.

Hoy en día, el sistema solar recorre un camino casi circular alrededor de nuestra galaxia, manteniendo una constante de 30.000 años luz entre nosotros y el núcleo galáctico en ebullición. Una vez asumimos que la mayoría de las estrellas permanecían en órbitas tan silenciosas durante toda su vida. Nuestro viaje puede haber sido más emocionante. Los brazos espirales característicos de una galaxia como la Vía Láctea son ondas de mayor densidad, regiones donde las estrellas y el gas están un poco más cerca que en cualquier otro lugar del disco de nuestra galaxia. Su gravedad adicional es normalmente demasiado débil para alterar mucho la trayectoria de una estrella, pero si la velocidad orbital de la estrella coincide con la velocidad a la que el brazo espiral está girando, entonces la fuerza adicional tiene más tiempo para hacer efecto (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol 336, p 785). «Es como los surfistas en el océano – si reman demasiado lento o demasiado rápido, no llegan a ninguna parte. Tienen que igualar la velocidad correcta, luego son empujados», dice Rok Roskar de la Universidad de Zúrich, Suiza.

Las simulaciones de Roskar muestran que una estrella de la suerte puede montar la ola durante 10.000 años luz o más. Nuestro sol puede ser un surfista. Algunas mediciones implican que el sol es más rico en elementos pesados que la estrella promedio de nuestro vecindario, lo que sugiere que nació en la concurrida zona central de la galaxia, donde los vientos estelares y las estrellas en explosión enriquecen el brebaje cósmico más que en los suburbios galácticos. El golpe gravitacional que recibió el sistema solar también podría explicar por qué Sedna, una gran bola de hielo en las extremidades del sistema solar, viaja en una órbita desconcertante y enormemente alargada (arxiv.org/abs/1108.1570).

Esto es mera evidencia circunstancial. Pero podríamos encontrar rastros más directos de incidentes inquietantes del pasado lejano

El cielo florece con brillantes estrellas jóvenes de color azul-blanco, algunas aún envueltas en una gasa del gas del que se formaron. El más brillante brilla con la luz de 20.000 soles, pero su brillo es una señal de advertencia. Pronto la estrella explotará, desterrando la noche durante varias semanas. A diferencia del calor vivificante del sol, esta luz traerá la muerte.

En un brazo espiral cercano de la Vía Láctea, a más de 1000 años luz de la posición actual de nuestro sistema solar, se encuentra la nebulosa de Orión, cuna de estrellas gigantes. Nuestro sistema solar debe a veces haberse acercado mucho más a esos viveros estelares. Hacerlo es coquetear con el desastre. Una estrella masiva quema su combustible rápidamente, y en unos pocos millones de años su núcleo puede colapsar, liberando la vasta energía de una supernova.

Los rayos X de una supernova a solo decenas de años luz de distancia podrían agotar o destruir la capa de ozono de la Tierra, dejando entrar los dañinos rayos ultravioleta del sol. Los protones de alta energía, o rayos cósmicos, continuarían bombardeando la Tierra durante décadas, agotando el ozono, dañando los tejidos vivos y posiblemente sembrando nubes para provocar el cambio climático. Tales convulsiones podrían haber desencadenado algunas de las extinciones en masa que tan cruelmente marcan la historia de la vida en la Tierra, tal vez incluso acelerando la desaparición de los dinosaurios hace 65 millones de años, según una teoría formulada en la década de 1990.

La evidencia de supernovas pasadas es escasa en el suelo, aunque en 1999 investigadores alemanes encontraron rastros de hierro-60 en sedimentos del Pacífico sur (Physical Review Letters, vol 83, p 18). Este isótopo, con una vida media de 2,6 millones de años, no se produce en cantidades significativas por ningún proceso en la Tierra, sino que es expulsado por supernovas. La interpretación está en disputa, pero si iron-60 es la huella sucia de una supernova, sugiere que una estrella explotó hace unos pocos millones de años a unos 100 años luz de nosotros.El científico planetario Ian Crawford de Birkbeck, Universidad de Londres, sugiere que podemos mirar a la luna para encontrar evidencia clara de tales catástrofes astronómicas. «La luna es una esponja gigante que absorbe todo lo que se le arroja a medida que rodeamos la galaxia», dice. Los rayos cósmicos de una supernova penetrarán en la luna, dejando rastros de daños en los minerales de la superficie que serán visibles bajo un microscopio y golpeando átomos a punto de crear isótopos exóticos como el criptón-83 y el xenón-126.

“La luna es una esponja gigante que absorbe todo lo que se le arroja a medida que rodeamos la galaxia”

Aunque el suelo lunar es duradero, durante miles de millones de años una lluvia constante de rayos cósmicos oscurecería los registros de eventos individuales, incluso aquellos tan extremos como una supernova cercana. Crawford, junto con Katherine Joy del Instituto Lunar y Planetario en Houston, Texas, y colegas, piensa que el truco será buscar esos sitios relativamente raros con una secuencia de flujos de lava. Cuando la roca fundida sale a la superficie y se enfría, comienza a recoger rastros de rayos cósmicos; si luego se cubre, conserva un registro prístino de la época en que estuvo expuesto. Los flujos de lava se pueden fechar con precisión midiendo los productos de descomposición de los elementos radiactivos dentro de ellos (Tierra, Luna y Planetas, vol 107, p 75).

Las naves espaciales ya han detectado un montón de tentadores flujos de lava lunar. Hasta ahora, todas se remontan a más de mil millones de años, a una época en que la luna era más caliente y, por lo tanto, más activa volcánicamente. Crawford espera encontrar pilas de lava más pequeñas y recientes, o capas de roca fundidas por grandes impactos. Enterrados dentro pueden haber registros de supernovas que podemos comparar con el registro fósil de la Tierra para ver si coinciden con una extinción en masa. Rocas mucho más antiguas podrían decirnos si las supernovas cercanas eran más frecuentes en el pasado, tal vez una señal de que una vez viajamos a través de los confines internos más densos y llenos de acontecimientos de la galaxia.

Y la luna puede contener otros recuerdos…

La oscuridad está por venir. Comienza con solo un pequeño parche de negro sin estrellas, pero crece lentamente hasta que borra el cielo. Durante medio millón de años, el sol es la única estrella visible. A medida que llueve polvo y gas alienígenas e impregna nuestra atmósfera, la Tierra está envuelta en nubes blancas y sujeta con hielo; un espejo pálido hacia el banco de nubes cósmicas oscuras de arriba.

El gas interestelar penetra la Vía Láctea, pero no de manera uniforme. El sistema solar ahora habita en un espacio inusualmente vacío, la burbuja local, con solo un átomo de hidrógeno por cada cinco centímetros cúbicos de espacio. En el pasado, debemos habernos desplazado a través de nubes de gas mucho más densas, incluidas algunas de más de 100 años luz de diámetro en cuyos interiores fríos y oscuros el hidrógeno se forma en moléculas.

En tales nebulosas, la Tierra puede haberse resfriado. Por lo general, el interior del sistema solar está protegido de la fuerte radiación interestelar por el viento solar, una corriente de partículas cargadas que fluye profundamente hacia el espacio, formando un enorme escudo electromagnético llamado heliosfera. Cuando el gas interestelar se vuelve más denso, el viento solar no puede empujar tan lejos, y la heliosfera se encoge. Por encima de una densidad de alrededor de 1000 moléculas por centímetro cúbico, se contraerá dentro de la órbita de la Tierra. Eso podría suceder cada pocos cientos de millones de años.

La acumulación de hidrógeno en la alta atmósfera de la Tierra alteraría su química, creando una capa de nubes reflectantes, mientras que el polvo podría imitar el efecto de sombra de los aerosoles de sulfato de las erupciones volcánicas. Alex Pavlov de la Universidad de Colorado, Boulder, dice que el polvo por sí solo podría desencadenar una edad de hielo global, o «tierra de bola de nieve» (Geophysical Research Letters, vol 32, p L03705).

Sabemos que la Tierra ha sufrido tales episodios, incluyendo grandes escalofríos hace unos 650 y 700 millones de años. Su causa sigue siendo oscura. Podría haber sido la erosión de montañas que arrastraron dióxido de carbono del aire, o erupciones volcánicas, o cambios en la órbita de la Tierra alrededor del sol, o una nube negra en el espacio.

Por otra parte, las nubes pueden haber tenido una influencia más feliz en la Tierra. William Napier, de la Universidad de Buckingham en el Reino Unido, ha sugerido que podrían ser puestos de parada para la vida, protegiendo a los microorganismos de los rayos cósmicos y rociándolos sobre cualquier planeta receptivo a medida que pasa (International Journal of Astrobiology, vol 6, p 223).

La luna podría contarnos de nuevo la historia de la Tierra. Allí arriba, el polvo alienígena se habría asentado para mezclarse con el suelo lunar. Tendría una firma química distintiva, con altos niveles de uranio-235 y otros isótopos que se generan en supernovas y se dispersan por el espacio. Idealmente, el polvo se enterraría bajo un flujo de lava práctico.

Llegar a ella no será fácil. «Es posible que tengamos que hundir un taladro en un área conocida por tener muchos flujos de lava», dice Joy. Instalar una plataforma de perforación en la luna está más allá de nuestras capacidades actuales, pero Joy señala que las capas de lava están expuestas en algunas paredes de cráteres de impacto y ranuras largas en la superficie lunar llamadas grietas. Una sonda robótica podría descender en rápel por una pared del cráter y sacar el suelo atrapado entre los flujos de lava, sugiere Crawford.

Ese suelo también podría contener fragmentos minerales que narran otro capítulo de la odisea de la Tierra, una historia de rocas y restos.

La tenue estrella roja parece inofensiva al principio, una mota apenas perceptible eclipsada por otros 10.000 puntos de luz. Pero crece. En solo unos pocos miles de años, se convierte en la estrella más brillante del cielo. En la nube de Oort, mucho más allá de Plutón, bolas gigantes de hielo y roca comienzan a desviarse de sus órbitas delicadamente equilibradas y se mueven hacia el sol. Pronto los cielos rebosan de cometas, malos augurios para la Tierra.

La superficie picada de la luna registra eones de bombardeo. Los astronautas del Apolo encontraron muchas muestras de roca antigua derretida, revelando que hace unos 4 mil millones de años el sistema solar interior estaba siendo arrojado con cuerpos masivos.

Se cree que este «bombardeo pesado tardío» fue causado por los movimientos de los planetas exteriores Urano y Neptuno, perturbadores asteroides en el cinturón de Kuiper, donde reside Plutón. Incidentes en nuestra odisea galáctica habrían desatado otras tormentas de cometas y asteroides. Las estrellas que pasan o las nubes de polvo podrían haber disparado un pico único en el bombardeo. Un patrón más regular de formación de nuevos cráteres podría reflejar un encuentro repetido en nuestro camino alrededor de la galaxia, pasando por un brazo espiral particularmente denso e inmutable, por ejemplo.

Para averiguarlo, necesitaríamos visitar una variedad de superficies, tomar muestras de rocas pequeñas para determinar sus edades y luego hacer un censo cuidadoso de cráteres para ver cómo ha fluctuado la tasa de impacto. Los suelos enterrados podrían ayudar, dice Joy. «Podríamos encontrar fragmentos que nos indicaran qué tipo de asteroides o cometas estaban golpeando la luna.»

Por el momento, solo podemos mirar la cara escarpada de nuestro viejo compañero y preguntarnos qué historias tiene para contar. Si las agencias espaciales del mundo se apegan a sus planes actuales, descritos en la Hoja de Ruta de Exploración Global de 2011, «debería ser posible comenzar a acceder a depósitos antiguos en unas pocas décadas», dice Crawford. Entonces, tal vez, podamos comenzar a escribir la versión definitiva de la odisea épica de la Tierra.

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