La ciclicidad de las grandes extinciones en masa

Un reciente estudio afirmaba haber encontrado la evidencia de que las grandes extinciones masivas de la historia geológica del planeta se produjeron por algún ciclo cósmico o astronómico. Esta hipótesis en realidad no es nueva, ya que la idea de una ciclicidad de 26-27 millones de años detrás de las extinciones es una idea que lleva décadas circulando por la comunidad científica. Pero lo cierto es que, a pesar de existir numerosos modelos que tratan de explicarla, la verdad es que no hemos encontrado aún una explicación satisfactoria. En esta entrada abordaremos el problema de esa ciclicidad explicando algunas de las teorías propuestas que buscan su origen en las estrellas. Acompañadme en esta investigación por los principales ciclos astronómicos que tienen influencia en el planeta para ver si pueden ser o no los causantes de esta ciclicidad en las extinciones.

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Ilustracción artística del impacto del bólido que causó la extinción del Cretácico-Paleógeno (artista: Donald E. Davis, 1994).

Los ciclos de manchas solares

A pesar de que no siempre nos demos cuenta de ello, la actividad solar no es constante a lo largo del tiempo. Se ha estimado que el Sol fue mucho más débil en el Precámbrico, igual que los días eran más cortos porque la Luna estaba más cerca. Pero si nos vamos más al presente y nos fijamos detenidamente en la actividad solar, veremos que esta varía siguiendo los ciclos de manchas solares. Las manchas solares, que conocemos de antes de que se inventase el telescopio, son regiones de la superficie del Sol que tienen un fuerte fuerte campo magnético. Sus 4300º C son muy inferiores a los 6000º C que tiene el resto de la superficie solar, pero como vemos todavía son muy calientes. También muy luminosas, ya que se estima que una mancha solar del tamaño de la Tierra brillaría por sí sola más que la mayor Luna llena. Si las vemos oscuras es solo porque están rodeadas de zonas mucho más brillantes, como si encendiéramos una linterna junto al foco de un coche.

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Izquierda: Imagen de una mancha solar vista en detalle (fuente: seeker.com). Derecha: Esquema de qué es una mancha solar (modificado a partir de cse.ssl.berkeley.edu).

La presencia de manchas solares en la superficie del Sol está relacionada con su actividad solar y por tanto con la energía que llega a nuestro planeta. Pero aunque no lo creamos, más manchas no implica menos actividad sino al revés, ya que el fuerte campo magnético que tienen puede llegar a expulsar material al espacio que podría llegar a nosotros. Las manchas solares aparecen y desaparecen en ciclos de unos 11 años, que por desgracia es un valor demasiado pequeño para explicar la ciclicidad de 26-27 millones de años de las extinciones. Tampoco afectan tanto al planeta, ya que en los picos de máximos actividad podemos ver cómo los satélites se ven afectados y las auroras boreales son más intensas, pero nada más. Debemos seguir buscando en ciclos de mayor ciclicidad para intentar encontrar la respuesta a nuestra pregunta.

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Variación del número de manchas solares identificadas en la superficie del Sol detectada por el Royal Observatory of Belgium el 4 de noviembre de 2016 desde el año 2004 (fuente: sidc.be / silso).

Los ciclos de escala orbital

Los ciclos de Milankovitch son tres ciclos orbitales que fueron calculados matemáticamente por Milutin Milankovic, que se dio cuenta de que la órbita de la Tierra sufre pequeñas variaciones que se repiten de manera cíclica y que podrían tener un impacto a escala global. La excentricidad, que es el grado de acercamiento de una elispe a la perfección de un círculo, y que en el caso de la órbita terrestre varía entre 0.005 y 0.058 cada 100 000 años, con un segundo ciclo que se repite cada 400 000 años. Este parámetro es el menos influyente de los tres, si bien se ha estimado que la radiación recibida a lo largo de un año puede variar un 20-30% por culpa de la excentricidad. La oblicuidad de una órbita es el ángulo que forma el eje de rotación del planeta con respecto al plano de la eclíptica, que en el caso de la Tierra oscila entre 24.5º y 22.5º en ciclos de 41 000 años. Por último está la precesión o nutación, que es el movimiento asociado con el cambio de dirección en el espacio que experimenta el eje instantáneo, una especie de movimiento de peonza que para el caso de la Tierra cambia en ciclos de 21 000 años.

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Esquema ilustrativo de los tres ciclos de Milankovitch: excentricidad (100 ka), oblicuidad (41 ka) y precesión (24 ka). Estos ciclos algunos autores creen que podrían ser la causa de las glaciaciones (fuente: universetoday.com).

Los ciclos de Milankovitch son muy importantes en geología porque se cree que pueden influir enormemente en la cantidad de radiación que llega al planeta (y por tanto en todos los procesos físicos que ocurren en él). De hecho se han considerado tradicionalmente como una de las posibles causas principales de la ciclicidad que hay detrás de las glaciaciones del Cuaternario, si bien el hecho de que las últimas hayan coincidido con las variaciones naturales de CO2 hacen que haya bastante dudas. No obstante, para el enigma en el que nos encontramos, los ciclos de Milankovitch, aun siendo capaces de producir extinciones, no parece que sean los responsables de la ciclicidad de 26-27 millones de años, ya que como acabamos de ver estamos ante ciclos de decenas a cientos de miles de años, insuficientes para nuestro objetivo. Así que no nos queda más remedio que seguir con nuestra investigación. ¿Lograremos encontrar al causante?

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Patrón de variación para el último millón de años de los tres ciclos de Milankovitch, la insolación de verano para una latitud de 65º N y los ciclos glacial-interglacial (modificada de la Encyclopedia of Earth, 2011).

Los ciclos galácticos

El Sistema Solar está compuesto por planetas rocosos y gigantes gaseosos, satélites y un sinfín de cuerpos menores. Muchos de ellos se concentran en un cinturón situado entre las órbitas de Marte y Júpiter, el llamado cinturón de asteroides, pero más allá de la órbita de Neptuno tenemos otras dos regiones en las que se concentran, el cinturón de Kuiper y más allá la nube de Oort. Estas dos regiones son de gran importancia porque creemos que son de donde proceden los cometas que vemos cada cierto tiempo y posiblemente también sean el lugar de origen de algunos asteroides que en el pasado han colisionado con la Tierra y han causado algunas de las grandes extinciones masivas. Y es que según algunos autores una perturbación en estas regiones podría causar que uno o varios de los cuerpos presentes en ellas se dirijan hacia el interior del Sistema Solar, donde podrían colisionar la Tierra y generar una nueva extinción. Si eso es así, ¿hay algún ciclo que pueda afectar de manera periódico a estas dos regiones de los confines del Sistema Solar?

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Posición teórica del cinturón de Kuiper y la nube de Oort, lugar del que proceden numerosos cometas y asteroides (modificado a partir de ESA).

Del mismo modo que la Luna gira alrededor de la Tierra en periodos de 28 días y la Tierra orbita alrededor del Sol cada año, el Sol también gira alrededor del centro de la Vía Láctea. Pero este movimiento de «traslación» solar, que dura unos 225-250 millones de años, va acompañado de un segundo movimiento con un ciclo mucho más próximo a los 26-27 millones de años que buscamos. Porque el Sistema Solar cruza el plano galáctico cada 32 millones de años, de manera que se ha propuesto que cada vez que se ha producido uno de estos tránsitos ha habido una extinción masiva. No sabemos muy bien cómo podría haber afectado los tránsitos a la vida en la Tierra, pero se ha considerado desde regiones con mayor cantidad de materia oscura o radiación cósmica a simplemente alteraciones en la nube de Oort y el cinturón de Kuiper. Y aunque todo parezca encajar muy bien, por desgracia esta hipótesis tiene un gran inconveniente, que la última extinción masiva ocurrió hace 12-17 millones de años, mientras que el último tránsito del plano galáctico fue hace casi 32 millones de años.

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Una de las propuestas que se han hecho para explicar la ciclicidad de las extinciones masivas se encuentra en el tránsito del plano galáctico, que el Sistema Solar atraviesa cada 32 millones de años (fuente: daily.galaxy.com).

Una hipótesis muy interesante es la que propusieron en 1984 un grupo de físicos de las universidades de Berkeley y Princeton. Según ellos el Sistema Solar sería en realidad un sistema binario formado por el Sol y una estrella que hemos acabado llamando Némesis. Si aceptamos esta hipótesis ambas estrellas se acercarían siguiendo ciclos de 26-34 millones de años, de manera que al acercarse se desestabilizaría la nube de Oort y una gran cantidad de asteroides y cometas se dirigirían al interior del Sistema Solar. Como os podéis imaginar el principal inconveniente de esta hipótesis es que no tenemos absolutamente ninguna evidencia de la existencia de Némesis. Pero en este caso nos encontramos además con otro problema, y es que según muchos autores es prácticamente imposible que dos cuerpos como el Sol y Némesis siguieran encontrándose con ciclos tan exactos después de 300 millones de años de extinciones, ya que sería inevitable que uno de los dos astros se ebcibtrase con otros cuerpos que pudieran perturbar su órbita.

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Ilustración de la posible posición de Némesis, la estrella compañera del Sol, en caso de existir (modificado de francis.naukas.com).

Uno de los mayores enigmas del Sistema Solar es el origen de algunas perturbaciones que han sido calculadas en las órbitas de algunos planetas, pero para las que no hemos encontrado una explicación. Tanto Neptuno como Plutón fueron descubiertos precisamente por esas perturbaciones, pero las masas de ambos no son suficientes para dejarlo todo cerrado. Por eso hace tiempo se propuso la existencia de un planeta de gran tamaño que podría existir más allá de la órbita de Plutón: el llamado Planeta X. Hoy en día tenemos una tecnología que nos permite conocer muy buen nuestro vecindario espacial y de momento no hemos encontrado ningún rastro de este planeta, si bien eso no ha impedido que algunos defensores de pseudociencias hablen de él como una realidad. Según esta gente el planeta se llamaría Nibiru y tendría una órbita enormemente elíptica que se adentraría en el Sistema Solar, algo del todo imposible porque un planeta así hace millones de años que habría chocado con algún otro cuerpo solar.

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Esquema de la hipotética órbita del Planeta X que ha sido propuesta por algunas personas (tomado de worldbestnews.net).

Conclusiones

Como hemos podido ver en esta entrada, el misterio sobre la ciclicidad de las extinciones en masa es un misterio aún no resuelto. Son varias las hipótesis propuestas, pero cada una plantea nuevas incógnitas, algunas de ellas difíciles de resolver satisfactoriamente. Por tanto, ¿realmente existe esa ciclicidad?, ¿todas las extinciones masivas del planeta tienen un mismo origen? Sin datos para responder a esas preguntas no nos queda otra cosa que seguir recopilando datos e información y seguir investigando este caso tan enigmático. Esperemos que algún día encontremos al culpable, si es que realmente solo hay uno.

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