Lo que necesita un planeta para mantener la vida

"Venus es demasiado caliente, Marte es demasiado frío, y la Tierra es perfecta", dice el científico planetario Dave Brain. ¿Pero por qué? En esta charla tan grata y de buen humor, Brain explora la fascinante ciencia que hay detrás de lo que se necesita para que un planeta albergue vida, y por qué la humanidad solo puede estar en el lugar correcto en el momento adecuado, cuando se trata de la línea de tiempo de los planetas que pueden albergar vida.

Estoy muy contento de estar aquí.

Me alegra que estén aquí,

porque sería raro sin Uds.

Me alegro de que estamos todos aquí.

Cuando digo "aquí", no me refiero a aquí.

O aquí.

Sino aquí.

Me refiero a la Tierra.

Y cuando digo "nosotros",
no hablo de los aquí presentes,

sino a la vida,

la vida terrestre...

(Risas)

de la vida compleja a la unicelular,

del moho a las setas

y los osos voladores.

(Risas)

Lo interesante es que

la Tierra es el único lugar
que sabemos tiene vida...

8.7 millones de especies.

Hemos visto otros lugares,

quizá no tanto como
deberíamos o podríamos,

pero hemos buscado y sin encontrar nada;

La Tierra es el único lugar
donde sabemos que hay vida.

¿La Tierra es especial?

Me interesaba conocer la respuesta

desde niño,

y sospecho que el 80 % de los presentes

ha pensado lo mismo
y quiere saber la respuesta.

Entender si existen planetas...

en el sistema solar y más allá...

que pueden albergar vida,

el primer paso es entender
qué requiere la vida aquí.

Resulta que, de los
8,7 millones de especies,

la vida solo necesita tres cosas.

Por un lado, toda la vida
en la Tierra necesita energía.

La vida compleja como la nuestra
obtiene su energía del sol,

pero la vida bajo tierra
puede obtener su energía

de reacciones químicas.

Hay varias fuentes de energía

en todos los planetas.

Por otro lado,

toda vida necesita comida o alimento.

Y esto parece una tarea difícil, sobre
todo si uno quiere un tomate suculento.

(Risas)

Sin embargo, la vida terrestre
obtiene su sustento

de solo seis elementos químicos,

y estos elementos se pueden encontrar
en cualquier cuerpo planetario

de nuestro sistema solar.

Eso deja la cosa del medio
como el poste alto,

lo más difícil de lograr.

No el alce, sino el agua.

(Risas)

Aunque los alces serían bastante cool.

(Risas)

Y no agua congelada, ni agua
en estado gaseoso, sino agua líquida.

Esto es lo que necesita la vida
para sobrevivir, toda la vida.

Y muchos cuerpos del sistema solar
no tienen agua líquida,

por eso no miramos allí.

Otros cuerpos del sistema solar
podrían tener agua líquida abundante,

incluso más que la Tierra,

pero está atrapada bajo una capa de hielo,

y por lo eso es difícil de acceder,
es difícil de encontrar,

es incluso difícil descubrir
si hay vida allí.

Eso deja un par de cuerpos
en los que deberíamos pensar.

Simplifiquemos el problema para nosotros.

Pensemos solo en el agua líquida
de la superficie de un planeta.

Quedan solo tres cuerpos celestes
en el sistema solar,

considerando agua líquida
en la superficie del planeta,

y en orden de distancia desde el sol,
es: Venus, la Tierra y Marte.

Se requiere una atmósfera
para que el agua sea líquida.

Hay que tener mucho cuidado
con la atmósfera.

No se puede tener demasiada atmósfera,
demasiado gruesa o demasiado caliente,

porque termina siendo
demasiado caliente como Venus,

y no se puede tener agua líquida.

Pero con muy poca atmósfera,
demasiado delgado y demasiado fría,

termina como Marte, demasiado frío.

Venus es demasiado caliente,
Marte es demasiado frío,

y la Tierra es perfecta.

Pueden ver en las imágenes detrás de mí
de forma automática

dónde puede sobrevivir la vida
en el sistema solar.

Es un problema del tipo Ricitos de Oro.

Y es tan sencillo
que un niño podría entenderlo.

Sin embargo,

me gustaría recordarles dos cosas

de la historia de Ricitos de Oro
que quizá no consideramos muy a menudo

pero que creo que son
realmente relevantes aquí.

Número uno:

Si la taza de mamá osa está demasiado fría

cuando Ricitos entra en la habitación,

¿quiere decir que siempre
ha estado demasiado frío?

¿O pudo haber estado en su punto
en otro momento?

Cuando Ricitos entra en la habitación
determina la respuesta

de la historia.

Y lo mismo ocurre con los planetas.

No son cosas estáticas. Cambian.

Varían. Evolucionan.

Y las atmósferas hacen lo mismo.

Les daré un ejemplo.

Esta es una de mis imágenes
favoritas de Marte.

No es la imagen de mayor resolución,
ni la imagen más atractiva,

no es la imagen más reciente,

pero es una imagen que muestra lechos de
ríos que surcan la superficie del planeta;

lechos de los ríos tallados
por corrientes de agua, líquida;

lechos de los ríos formados en cientos
o miles o decenas de miles de años.

Esto no puede suceder en Marte hoy.

La atmósfera de Marte hoy
es demasiado delgada y fría

para que el agua sea estable
como un líquido.

Esta imagen dice que
la atmósfera de Marte cambió,

y cambió en gran medida.

Y cambió de un estado que
definiríamos como habitable,

porque los tres requisitos de la vida
estuvieron presentes hace mucho tiempo.

¿A dónde fue esa atmósfera

que permitió el agua líquida
en la superficie?

Pues bien, una idea es
que se escapó al espacio.

Las partículas atmosféricas tienen
suficiente energía para liberarse

de la gravedad del planeta,

escapar al espacio, y no volver jamás.

Y esto ocurre con todos
los cuerpos con atmósferas.

Los cometas tienen colas que son

recordatorios increíblemente visibles
de escape atmosférico.

Pero Venus también tiene una atmósfera
que se escapa con el tiempo,

y Marte y la Tierra también.

Es solo una cuestión de grado
y una cuestión de escala.

Nos gustaría averiguar cuánto
ha escapado a través del tiempo

para explicar esta transición.

¿Cómo obtienen las atmósferas
su energía para escapar?

¿Cómo obtienen las partículas
suficiente energía para escapar?

Hay dos formas, si reducimos
las cosas un poco.

Primero, la luz solar.

La luz solar puede ser absorbida
por las partículas atmosféricas,

y calentar las partículas.

Sí, estoy bailando, pero ellas...

(Risas)

Dios mío, ni siquiera en mi boda.

(Risas)

Consiguen suficiente energía
para escapar y liberarse

de la gravedad del planeta
simplemente por el calentamiento.

La segunda forma de obtener energía
viene del viento solar.

Son partículas, masa, material,
que deja la superficie del sol,

y van gritando por el sistema solar

a 400 km por segundo,

a veces más rápido durante
las tormentas solares,

y van a toda velocidad
por el espacio interplanetario

hacia los planetas y sus atmósferas,

y pueden brindar energía

para que las partículas atmosféricas
escapen también.

Esto es algo que me interesa,

porque se relaciona con la habitabilidad.

Mencioné que había dos cosas
en la historia de Ricitos de Oro

sobre lo que quería llamar
su atención y recordarles,

y la segunda es un poco más sutil.

Si la taza de papá oso
está demasiado caliente,

y la de mamá oso está demasiado fría,

la del bebé oso
¿no debería estar aún más fría

si seguimos la tendencia?

Eso que has aceptado toda su vida,

si lo piensas un poco más,
puede no ser tan simple.

Y, por supuesto, la distancia de un
planeta al sol determina su temperatura.

Esto tiene que jugar en la habitabilidad.

Pero tal vez hay otras cosas
en las que debemos pensar.

Quizá sean los propios cuencos

los que también ayudan a determinar
el resultado de la historia,

lo que es correcto.

Podría contarles un montón
de características diferentes

de estos tres planetas

que pueden influir en la habitabilidad,

pero por razones egoístas relacionadas
a mi propia investigación

y el hecho de estar de pie aquí
sosteniendo el cliqueador y Uds. no...

(Risas)

me gustaría hablar un minuto o dos

sobre los campos magnéticos.

La Tierra tiene uno;
Venus y Marte no tienen.

Los campos magnéticos se generan
en el interior profundo del planeta

por conducción eléctrica
de material fluido agitado

que crea ese gran campo magnético
antiguo que rodea a la Tierra.

Si uno tiene una brújula,
sabe hacia dónde está el norte.

Si uno tiene una brújula en Venus y Marte,

felicitaciones, está perdido.

(Risas)

¿Afecta esto la habitabilidad?

Bien, ¿cómo podría?

Muchos científicos creen que
el campo magnético de un planeta

sirve como escudo para la atmósfera,

desviando las partículas de viento solar
alrededor del planeta

en un efecto de tipo de campo

relacionado a la carga eléctrica
de esas partículas.

Me gusta pensarlo como un guardia
planetario que estornuda en la ensalada.

(Risas)

Y sí, mis colegas que vean esto
se darán cuenta

de que esta es la primera vez en
la historia de nuestra comunidad

en que el viento solar
ha sido equiparado al moco.

(Risas)

El efecto, entonces, es que la Tierra
pudo haber sido protegida

durante miles de millones de años,

por el campo magnético.

La atmósfera no ha podido escapar.

Marte, por otra parte,
ha estado desprotegido

debido a su falta de campo magnético,

y durante miles de millones de años,

ha sido despojado de su atmósfera

para pasar de planeta habitable

al planeta que vemos hoy.

Otros científicos creen
que los campos magnéticos

pueden actuar más como
las velas de un barco,

que le permite interactuar al planeta
con más energía de viento solar

que la que el planeta podría
manejar por su cuenta.

Las velas pueden recoger
la energía del viento solar.

El campo magnético puede recolectar
la energía del viento solar

que permite que escape
aún más atmósfera.

Es una idea que tiene que ser probada,

pero el efecto y cómo funciona

parece evidente.

Esto se debe a que sabemos que

la energía del viento solar
se deposita en la atmósfera

aquí en la Tierra.

Esa energía es conducida
por las líneas de campo magnético

hasta las regiones polares,

dando como resultado auroras
increíblemente hermosas.

Si alguna vez vieron la experiencia,
es magnífica.

Sabemos que está recibiendo energía.

Tratamos de medir cuántas partículas salen

y si el campo magnético está influyendo
en esto de alguna manera.

Les he planteado un problema aquí,

pero no tengo una solución todavía.

No tenemos una solución.

Pero estamos trabajando en eso.
¿Cómo lo hacemos?

Bueno, hemos enviado naves
a los tres planetas.

Algunas están orbitando ahora,

incluyendo la nave espacial MAVEN
que hoy orbita alrededor de Marte,

en la que participo
y se conduce desde aquí,

desde la Universidad de Colorado.

Está diseñada para medir
el escape atmosférico.

Tenemos mediciones similares
de Venus y de la Tierra.

Cuando tengamos todas las mediciones,

podremos combinarlas para entender

cómo interactúan los tres planetas
con su entorno espacial,

con el entorno.

Podremos decidir si los campos magnéticos
son importantes para la habitabilidad

o no.

Una vez que tengamos la respuesta,
¿por qué sería importante?

Quiero decir, me importa mucho...

Y financieramente también,
pero profundamente.

(Risas)

En primer lugar,
una respuesta a esta pregunta

nos enseñará más
sobre estos tres planetas,

Venus, la Tierra y Marte,

no solo sobre cómo interactúan
con su entorno de hoy,

sino desde miles de millones de años,

si eran habitables hace mucho tiempo o no.

Nos enseñará sobre atmósferas

que nos rodean y que están cerca.

Pero por otra parte, lo que aprendemos
de estos planetas

se puede aplicar a las atmósferas
en todas partes,

incluyendo planetas que ahora estamos
observando alrededor de otras estrellas.

Por ejemplo, la nave espacial Kepler,

construida y controlada aquí en Boulder,

ha estado observando una región del cielo
del tamaño de un sello de correos

desde hace un par de años,

y ha encontrado miles de planetas...

en una región del cielo
del tamaño de un sello de correos

que no creemos que sea diferente
de cualquier otra parte del cielo.

Hemos pasado, en 20 años,

de no conocer otros planetas
fuera del sistema solar,

a tener ahora tantos,

que no sabemos cuáles investigar primero.

Cualquier palanca ayudará.

De hecho, en base a observaciones
que tomó Kepler

y otras observaciones similares,

ahora creemos que

de los 200 000 millones de estrellas
en la galaxia Vía Láctea,

en promedio, cada estrella
tiene al menos un planeta.

Además de eso, las estimaciones

sugieren que hay alguna parte
entre 40 000 y 100 000 millones

de esos planetas
que definiríamos como habitables

solo en nuestra galaxia.

Tenemos las observaciones de los planetas,

pero simplemente no sabemos
cuáles son habitables aún.

Es un poco como quedar atrapado
en una mancha roja...

(Risas)

en un escenario

y saber que hay otros mundos por ahí

y querer saber desesperadamente
más sobre ellos,

querer interrogarlos y averiguar
si tal vez solo una o dos de ellas

son un poco como tú.

No se puede hacer eso.
No se puede ir allí, no todavía.

Y hay que usar las herramientas
que uno ha desarrollado a su alrededor

para Venus, Tierra y Marte,

y hay que aplicarlas
a estas otras situaciones,

y espero que Uds. hagan inferencias
razonables a partir de los datos,

y que vas a poder determinar
los mejores candidatos

de planetas habitables,
y los que no lo son.

Al final, y por ahora, al menos,

este es nuestro punto rojo, aquí mismo.

Este es el único planeta
que sabemos que es habitable,

aunque muy pronto podamos
llegar a conocer más.

Pero por ahora, este es
el único planeta habitable,

y este es nuestro punto rojo.

Estoy muy contento de que estemos aquí.

Gracias.

(Aplausos)