Evolución inicial del planeta Tierra (Astrobiología V)

David ByN

La Tierra ha pasado por etapas muy distintas en su evolución, entre otras razones porque las condiciones del Sistema Solar han cambiado de manera dramática, especialmente durantes los primeros cientos de millones de años. En primer lugar, el Sol ha experimentado cambios substanciales, en particular en la cantidad total de energía que produce y envía al medio (se ha incrementado en un 30%, aproximadamente), y el su distribución espectral de energía (pasando a ser menos energética, al disminuir considerablemente la actividad solar). Otro factor importante es la propia estabilización del Sistema Solar, con los posibles movimientos de migración de los planetas gigante exteriores, que implicaron procesos de bombardeo con cometas (problemático debido a el diferente contenido isotópico) y asteroides que pudieran ser la fuente de compuestos esenciales, tales como el agua, que se encuentran en la Tierra, aunque este es un asunto controvertido y el origen de la hidrosfera bien pudiera ser endógeno.

Hay varios elementos clave para entender la evolución de nuestro planeta. En primer lugar se encuentra la estructura interna, que incluye núcleo interno y externo (que da origen al campo magnético), el manto y la corteza terrestre. La tectónica de placas producida en última instancia por el calor interno generado por reacción nucleares, juega un papel muy importante no solo en la distribución de continentes, sino también en el reciclado del material atmosférico y su evolución. La existencia de nuestro satélite, la Luna, una anomalía si el sistema Tierra-Luna con cualquier otro ejemplo dentro del Sistema Solar, y que apareció probablemente por un impacto de un gigantesco planetesimal durante las primeras decenas de millones de años después de la formación de la Tierra, es esencial para entender diferentes propiedades, y bien pudiera ser que jugara un papel esencia en la estabilidad de los elementos orbitales del planeta y, por ende, de su climatología.


Evolución de la composición de la atmósfera terrestre durante sus 4500 millones de años. En el proceso ha pasado de ser fuertemente reductora a ser muy oxidante. Fuente M. Guedel.

Una cronología estándar de la Tierra empezaría con su formación a partir de del disco protoplanetario formado por polvo y gas en el que aparecieron los planetesimales de decenas de kilómetros de diámetro, hace 4500 millones de años (Ma). La atmósfera primaria, consecuencia del acrecimiento de gases (esencialmente hidrógeno y helio) del disco circunestear, desapareció rápidamente por los efectos de los impactos de grandes planetesimales y el efecto de la radiación solar. Con posterioridad surgió una atmósfera secundaria producida como consecuencia de la actividad geológica y presumiblemente por el material depositado por cometas y asteroides. Durante los primeros cientos de millones de años esta atmósfera era fuertemente reductora (esto es, integrada por compuestos que tiene a ceder electrones en las reacciones químicas), y compuesta por ingentes cantidades de CO2 y vapor de agua a temperaturas y presiones más elevadas que los valores que encuentran en la actualidad.

De la primera época de la historia de la Tierra, denominada Eón Hadeico, no quedan apenas registros geológico. El material más antiguo encontrado en la corteza tiene unos 4200 Ma (circonios hallados en Groenlandia, Canadá y Australia) momento en el que se puede decir que también aparecen los fondos oceánicos y parte de la corteza terrestre (aunque pudiera ser anterior, hasta 4400 Ma). El bombardeo debido a cometas y asteroides terminó en una “gran finale” unos 600 Ma después de la formación (el denominado “intenso bombardeo tardío”), hace unos 3900 Ma. Las primeras evidencias de actividad biológica, por métodos isotópicos o por fósiles, aparecen hace 3800 y 3500 Ma, respectivamente. Existen evidencias que indican que la temperatura media de la superficie al final de este periodo podría superar los 50 grados centígrados, lo que implicaría la presencia de un importantísimo efecto invernadero, probablemente producido por grandes cantidades de metano en la atmósfera, de origen geológico. Sin embargo, la temperatura media del planeta se ha mantenido bastante constante durante los últimos 2000 Ma, a excepción de los periodos glaciares. Esta estabilidad responde a la acción de un ciclo de compuestos carbonatados y de silicatos, que, incluyendo la actividad volcánica y por retroalimentación negativa, regula la presencia de CO2 en la atmósfera y por tanto el efecto invernadero. El oxigeno comienza a hacer su aparición en la atmósfera hace unos 2500 Ma (evidenciado por la presencia de óxidos férricos en rocas, inexistentes con anterioridad), y el cambio a una atmósfera oxidante pudiera haberse producido hace 2200 Ma. La explosión cámbrica, con un súbita aumento de la complejidad de la actividad biológica, se habría producido hace unos 580 Ma. Estos cambios en la biosfera bien pudieran estar relacionados, como causa o efecto, de la evolución de la composición y de las propiedades fisico-químicas de la atmósfera terrestre.

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Comentarios

necesito imagenes sobre la estructura y evolucion del planeta tierra

Yo tambien necesito fotos pero de la evolucion y el origen de la tierra

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