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LA TIERRA
CIENCIAS NATURALES
Introducción. El planeta de la vida | ¿Qué tiene en común la Tierra con otros planetas? | Las particularidades de
la Tierra | La tectónica de placas | Los arcos volcánicos | Las rocas que conforman la Tierra | Tectónica y vida | La vida
"compleja" y la rareza de la Tierra | Tectónica y temperatura
Autores: Dr. Andrés Folguera (UBA y CONICET), Dra. Marcela Cichowols (UBA y CONICET), Dr. Víctor A. Ramos (UBA y CONICET) y Dra. Beatriz Aguirre Urreta (UBA y CONICET) | Coordinación Autoral: Dr. Alberto Kornblihtt (UBA y CONICET)
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LAS CIENCIAS EN EL MUNDO CONTEMPORÁNEO
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principios de la década de 1970, las teorías más audaces acerca de la presencia de vida tal cual la cono- cemos en la Tierra y en el universo, influidas por una teoría filosófica no geocéntrica, proponían el siguiente razonamiento: dado que la vida es función de la presencia de agua en estado líquido y de la temperatura superficial del planeta, su desarrollo sólo es factible en planetas que man- tengan una distancia a la estrella del sistema planetario similar a la que me- dia entre la Tierra y el Sol. De esta ma- nera, un razonamiento asociado con esa probabilidad sugería que la vida en el universo debía ser un elemento común. Veinte años después, a princi- pios de la década de 1990, surgieron
nuevas teorías que propusieron que la vida en la Tierra depende de una serie de factores más complejos que los pensados previamente. Esos factores parecerían ser exclusivos de la Tierra y se relacionan parcialmente con su par- ticular dinámica interna, al menos res- pecto de los otros planetas del Sis- tema Solar. La Tierra, entonces, parece ser progresivamente menos común a medida que se la conoce con más profundidad. No es casualidad que la teoría de la tectónica de placas, un verdadero cambio de paradigma en las ciencias de la Tierra, tenga poco más de treinta años de vida. Esta teoría propone que una serie de placas sóli- das que cubren la Tierra poseen movimiento independiente unas de
otras. De esta manera, se ha refor- mulado el conocimiento de la Tierra como entidad dinámica y se ha rela- cionado toda una serie de elementos y procesos que previamente eran es- tudiados por separado, en particular el ciclo del dióxido de carbono y su relación con la erosión de las monta- ñas y el hundimiento del fondo oceá- nico bajo las masas continentales (subducción), vital para el manteni- miento de una temperatura que posi- bilita la vida en el planeta. Con el sur- gimiento y consolidación de la teoría de la tectónica de placas, la Tierra resulta mucho más particular, por lo que la presencia de vida compleja en ella parece ser, paradójicamente, casi una rareza en el universo.
Cortesía del Earth Sciences and Image Analysis Laboratory, NASA, Johnson Space Center
INTRODUCCIÓN. EL PLANETA DE LA VIDA
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iertas características particulares de nuestro planeta han permiti- do el desarrollo, la evolución y la per- manencia de la vida en él: los océa- nos, una única luna excepcionalmente grande en relación con la Tierra, la persistencia de un campo magnético y la tectónica de placas. La presencia de los océanos se relaciona con una dis- tancia determinada entre el Sol y la Tierra; si ella fuera modificada, no exis- tiría agua en estado líquido. El tamaño proporcionalmente gran- de de la Luna estabiliza el eje de rota- ción de la Tierra, lo que evita grandes variaciones angulares. En planetas cu- yo eje de rotación varía notablemente (por ejemplo, hasta 60º en Marte), los efectos climáticos aparejados son extremos y pueden constituir un obs- táculo para la vida. Si la Tierra no tuviera un único satélite proporcio- nalmente grande, los campos gravita- torios de los planetas “gigantes”, so- bre todo de Saturno y Júpiter, habrían producido variaciones desmesuradas en la inclinación de su eje de rotación. La existencia de un campo magné- tico alrededor de la Tierra es un ele- mento común a algunos planetas del Sistema Solar, como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Sin embargo, en es-
tos el componente rocoso es menor, por lo que no son directamente com- parables con la Tierra. La presencia de este campo magnético que envuelve nuestro planeta devela su actividad interna, ya que se trata de un campo bipolar generado por el movimiento de material metálico fundido en el núcleo externo. Si no existiera un nú- cleo externo líquido, el campo magné-
tico se extinguiría. Al comparar la Tierra con los demás planetas rocosos (Mercurio, Venus y Marte), resulta que su campo magnético y su intensidad relativamente alta constituyen ele- mentos singulares. Mercurio es el úni- co de esos tres planetas que posee campo magnético, pero su intensidad es cien veces menor que el terrestre. Este hecho resulta raro, ya que, a par- tir de la gravedad respectiva, se infiere un gran núcleo metálico en ese plane- ta. Sin embargo, el contenido de hierro sería muy inferior al del núcleo terres- tre, lo que provocaría un imán electro- magnético deficitario en comparación con el de la Tierra. Los otros dos plane- tas rocosos probablemente hayan te- nido campos magnéticos, pero se ha- brían extinguido. La permanencia del campo magnético en la Tierra quizás esté relacionada con la existencia de un núcleo excepcionalmente grande en comparación con sus dimensiones. El campo magnético terrestre posee polaridad normal en los períodos en los que las líneas de fuerza correspon-
Cortesía de Calvin J. Hamilton
Los océanos cubren la mayor parte de la superficie de la Tierra y son quizá su componente más extraño.
En azul se desarrollan zonas de subducción y en rojo, plumas, tal como ocurre en la Tierra.
LAS PARTICULARIDADES DE LA TIERRA
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a tectónica de placas es un ele- mento particular de la Tierra. La superficie terrestre se divide en cator- ce placas principales, las que pueden separarse o colisionar. Otros astros co- mo Marte, Venus y dos lunas de Júpiter han tenido formas particula- res de tectónica, presumiblemente no activas. Los sectores en los que dos placas se separan coinciden con los sitios don- de el manto astenosférico asciende, abovedando la superficie terrestre. Así, la base de la litósfera se inclina de manera divergente con respecto al flujo de manto ascendente y resbala hacia afuera por efecto de un plano inclinado (el plano correspondiente a la isoterma de 1250 ºC); de esta for- ma se produce la separación de dos placas. Cuando se separan dos placas oceánicas, se forma una fisura entre ellas (llamada dorsal centro-oceánica) de la que emana roca fundida (lava) en forma casi continua. Este es el
dientes al campo emergen del Polo Sur y convergen en el Polo Norte, como ocurre en la actualidad. No obstante, presenta reversiones bruscas a lo largo del tiempo geológico y el sentido de las líneas de fuerza se invierte (el origen de este proceso es motivo de constan- te estudio). Si bien estas reversiones se dan en lapsos variables y sin aparente regularidad, ocurren en períodos que oscilan entre menos de cien mil años y varias decenas de millones de años. El manto astenosférico, a pesar de ser sólido, posee una dinámica parti- cular de movimiento extremadamente lenta, que consiste en que algunos sectores ascienden y se ubican por de- bajo de los fondos oceánicos y masas continentales, mientras otros sectores se hunden, describiendo celdas de cir- culación del material (convección). La Cortesía de Walter S. Kiefer
El campo magnético terrestre es un escudo contra las radiaciones cósmicas dañinas y un elemento retenedor de la atmósfera.
Distribución de placas y masas continentales actuales en la Tierra.
mecanismo de formación del fondo oceánico, por lo cual la edad de las rocas que lo componen es progresiva- mente mayor cuanto más alejadas están de una dorsal. En el caso de separarse dos zonas continentales, se forma un valle de fractura, que podrá derivar en una dorsal centro-oceánica
si ocurre la separación total de los con- tinentes y la formación de un océano entre ellos. Existen también sectores en donde dos placas colisionan. Estas áreas pue- den clasificarse en dos tipos: zonas de subducción y zonas de colisión. Las primeras corresponden al caso de una
Cortesía de NOAA, National Geophysical Data Center, EE.UU.
LA TECTÓNICA DE PLACAS
convección es la mecánica causante de la pérdida de calor de la Tierra, superior a la conducción térmica, que sólo im- pera en niveles superficiales. Sectores del manto más profundo son calenta- dos, por lo que disminuye su densidad y les permite ascender hasta alcanzar niveles superiores, para enfriarse y vol- ver a descender por efecto del aumento de la densidad. De esta manera, la convección refleja un cuadro heterogé- neo de distribución de temperaturas en la superficie del núcleo externo de la Tierra, en el que sectores anómala- mente calientes generan penachos ascendentes de roca que fluyen du- rante millones de años. Otros planetas, como Marte y Venus, probablemente hayan tenido convección a nivel del manto, que se habría detenido por la disipación de su calor interno.
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Cortesía del Earth Sciences and Image Analysis Laboratory / NASA, Johnson Space Center
Cortesía de NOAA, National Geophysical Data Center, EE.UU.
Cortesía del Earth Sciences and Image Analysis Laboratory / NASA, Johnson Space Center
Cortesía de NOAA, National Geophysical Data Center, EE.UU.
MAR ROJO
1. Valle de fractura del Mar Rojo. En su interior ha comen- zado el proceso de formación de suelo oceánico, asociado a la separación de las placas Africana y Asiática. Las flechas indican la dirección de despla- zamiento del terreno. 2. Límite occidental del Golfo de Adén. Se pueden ver las fracturas en dirección este-oeste que atestiguan el proceso de fracturación de la placa Africana. 3. La dorsal centro-atlántica genera corteza oceánica a ambos lados desde hace unos 180 millones de años. 4. Edades del fondo oceánico. Se observan bandas paralelas a las dorsales centro-oceánicas en donde se va formando la corteza oceánica.
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la superficie, contienen silicatos mag- nesianos y férricos, alterados poste- riormente por el agua marina. Los minerales resultantes de este proceso de alteración poseen una composi- ción equivalente a sus predecesores, pero, adicionalmente, contienen agua dentro de su estructura cristalina. Estas nuevas formas son perfectamente estables en el fondo marino, pero al ser transportadas por medio de la sub- ducción a mayores profundidades dentro del manto astenosférico, su- fren transformaciones mineralógicas a causa de las mayores condiciones de presión y temperatura. Los minerales resultantes expulsan el agua conteni- da e hidratan el manto astenosférico. De esta manera, el manto astenosfé- rico, que se encuentra en estado sólido debido a la alta presión (ya que en la superficie estaría fundido a las tempe- raturas en las que se encuentra), se funde parcialmente mediante la acción del agua, lo que origina magmas que ascienden hacia la superficie, forman- do una barrera de volcanes paralelos a la línea de la costa. Por lo tanto, sin subducción y sin mar, las rocas del manto astenosféri- co permanecerían secas permanente- mente, por lo que no se fundirían ni se formarían volcanes cerca de los bordes continentales.
tes de placas, conocidas como arcos volcánicos, en los que el fondo oceá- nico se sumerge bajo el continente (subducción). Los magmas que ali- mentan a los arcos volcánicos se origi- nan por efecto de la tectónica de pla- cas. El fondo marino, como hemos visto, está formado por rocas genera- das en las dorsales centro-oceánicas. Estas rocas recientemente formadas, al enfriarse la lava que les dio origen los primeros minutos de su ascenso a
espesor de litósfera continental, lo que provoca su engrosamiento. De esta manera, existe una relación entre la magnitud de la colisión entre dos placas y la altura que alcanza el siste- ma montañoso asociado con ella.
LOS ARCOS VOLCÁNICOS
Un rasgo único de la Tierra (asociado a la tectónica) es la presencia de hile- ras de volcanes alineados con los lími-
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Un segundo tipo de rocas corres- ponde a las rocas plutónicas, que se forman mediante los mismos proce- sos descriptos para las rocas volcáni- cas, pero en este caso los magmas a partir de los que se generan no al- canzan niveles superficiales, sino que quedan entrampados en la corteza, y se enfrían lentamente. Luego de su formación, estas rocas quedarán ex- puestas en la superficie a causa del levantamiento de montañas y su con- secuente erosión. Las rocas plutóni- cas y las volcánicas pertenecen al grupo de las rocas ígneas, que se define como el conjunto de rocas ori- ginadas a partir de un material fundi- do (magma). Mediante la transformación de dis- tintos tipos de rocas bajo condiciones de presión y temperatura diferentes de las de su formación se origina un ter- cer grupo: las rocas metamórficas. Estas parecen ser exclusivas de la Tierra, ya que están íntimamente aso- ciadas con la tectónica, y se generan por dos mecanismos principales. J (^) A partir de la subducción de la corte- za oceánica, las rocas del fondo oceá- nico son transportadas a condiciones de presión y temperatura en las que se produce la transformación de los mine- rales formados en los niveles superficia- les en minerales estables en condicio- nes de mayor presión y temperatura. J (^) A causa de la formación de cordille- ras, la litósfera continental es apilada por subducción o colisión. De esta forma, sectores superiores de la cor- teza son transportados a niveles más profundos en donde existen presio- nes y temperaturas más elevadas, que generan transformaciones metamór- ficas de las rocas (profundidades su- periores a 55 kilómetros). Un cuarto grupo es el de las rocas sedimentarias, que se forman exclusi- vamente en la superficie terrestre por acumulación (sedimentación) y con- solidación de partículas provenientes de la desagregación de rocas preexis- tentes (meteorización) o por la precipi- tación de sales a partir de soluciones (aguas con sales disueltas). El proceso
Sedimentos acumulados en forma de delta, en el mar Mediterráneo, en la desembocadura del río Nilo.
Cortesía del Earth Sciences and Image Analysis Laboratory / NASA, Johnson Space Center
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de desagregación de las rocas ocurre por alteración en climas particular- mente húmedos, por ciclos de con- gelamiento y descongelamiento en sectores de montañas y desiertos, por arranque de bloques por la acción de glaciares o por derrumbes en sectores escarpados. También hay rocas se- dimentarias que se forman a partir de la agregación de conchillas de orga- nismos, que se consideran partículas aunque no provengan de la desagre- gación de rocas. El transporte de las partículas desde los sectores monta- ñosos hacia el mar, o desde sectores someros (playas y plataformas) hacia otros más profundos en los océanos, se efectúa por medio de los ríos, los glaciares, las avalanchas submarinas y los vientos. Las partículas se acumu- lan en áreas deprimidas (cuencas) que, al consolidarse, forman secuen- cias de rocas distintivas. Se pueden
Cortesía del U.S. Geological Survey / Woods Hole Science Center
Cortesía del Earth Sciences and Image Analysis Laboratory / NASA, Johnson Space Center
Transporte de sedimentos desde un área de montañas hacia el mar a través de glaciares en la Antártida.
identificar secuencias de rocas sedi- mentarias acumuladas en el fondo del mar, deltas, plataformas marinas, playas, lagos, ríos, desiertos de arena y sectores adyacentes a las bases de las montañas. Estas, en la gran mayoría de los casos, son expuestas en la superficie a partir de los dos procesos principales formadores de montañas, ligados a colisiones entre dos masas continentales o a causa de la subduc- ción de la litósfera oceánica bajo la litósfera continental. De esta manera, acumulaciones sedimentarias forma- das a miles de metros de profundidad en los océanos pueden terminar ex- puestas a miles de metros de altura sobre el nivel del mar en unos pocos millones de años. El otro subconjunto de rocas sedi- mentarias no se forma a partir de la agregación de partículas provenientes de la desintegración de rocas previas,
sino de la cristalización de aguas salo- bres. Dos procesos principales provo- can la precipitación de estas sales: uno corresponde a la evaporación total o parcial de un cuerpo de agua en zonas áridas y la consecuente for- mación de salinas; el otro resulta de los cambios en las condiciones quí- micas de un cuerpo de agua, básica- mente acidez y contenido de oxígeno disuelto. Un tipo particular de rocas sedimen- tarias se asocia con la acumulación de materia orgánica de origen animal y vegetal que derivará en la formación de los yacimientos de hidrocarburos, particularmente petróleo y carbón. Las secuencias sedimentarias con mayor potencialidad para formar reservorios de este tipo corresponden a grandes deltas de climas húmedos, plataformas marinas, lagos, pantanos ribereños y costaneros, entre otros.
Sedimentos acumulados en la planicie del río Paraná.
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con plumas, o a lo largo de sus bordes, ya que el calor fluye hacia la periferia de estos hasta encontrar corteza oceánica. El final del Paleozoico (hace 250 Ma) estuvo marcado por la mayor extinción masiva de la historia de la Tierra, que actuó tanto en el continente como en los mares. Las causas probables de esta crisis se asocian a la formación del últi- mo supercontinente de la historia terrestre, denominado Pangea. En ese momento, todas las masas continenta- les se unieron en una sola unidad; esto trajo aparejada la disminución de las áreas de plataforma, que afectó a la vida marina que habitaba en ellas. En las partes centrales de Pangea, debido a la lejanía del mar, se formaron desier- tos en los que la temperatura fluctuaba entre extremos muy fríos y muy cálidos. La disminución de áreas habitables y los cambios climáticos de orden mayor son las razones más convincentes para las causas de esta extinción, que significó la desaparición del 95 % de las especies existentes en ese momen- to. Pangea comenzó a agrietarse en numerosos valles de fractura hace 250 Ma y finalmente, hace 180 Ma, se desintegró al desarrollarse completa- mente el océano Atlántico. En la actua- lidad estamos transitando esta última gran desintegración supercontinental que no ha cesado aún, en la cual los fragmentos que componían Pangea se alejan unos de otros. Sudamérica se está alejando de África a una veloci- dad de 2 cm por año. En contraposición con las extinciones asociadas con la formación de super- continentes, los períodos de fragmen- tación parecen ser momentos óptimos para la proliferación y diversificación de la vida. Algunas teorías relacionan el fenómeno conocido como "Explo- sión del Cámbrico" (hace aproximada- mente 540 Ma), que consistió en una gran diversificación de formas de vida animal, con la fragmentación de un supercontinente llamado Rodinia que existió al final del Proterozoico (hace unos 900 Ma). Esta fragmentación, ocurrida hace 700 Ma, generó un au- mento considerable de áreas de mares
este meteorito corresponderían a estructuras mineralizadas de bacterias. Marte posee una baja gravedad debi- do a su tamaño, lo cual, junto con su tenue atmósfera, favorecería que los impactos de grandes asteroides y co- metas contra su superficie salpicaran de esquirlas a la vecina Tierra. Los primeros indicios de vida en la Tierra aparecen en rocas del principio del Arqueozoico (3.600 a 2.500 Ma atrás). Hasta hace algunos años, las primeras evidencias de vida sin cues- tionar correspondían a restos pre- servados en rocas de 3.500 Ma de antigüedad. Estos restos consisten su- puestamente en estructuras llamadas estromatolitos, de origen organosedi- mentario, que hoy en día se forman mediante la acción de cianobacterias fotosintéticas. Junto con estas estruc- turas se encontraron filamentos micro- biales celulares que fueron asignados al grupo de las cianobacterias, consti- tuyendo así los fósiles más antiguos conocidos. Pero actualmente está muy discutida la validez de estas interpreta- ciones. Aparentemente, estos supues- tos fósiles no corresponderían a restos celulares y, por otra parte, el origen
someros, prósperas para la vida, y ofre- ció nuevas oportunidades evolutivas.
LA VIDA "COMPLEJA"
Y LA RAREZA DE LA TIERRA
Muchos científicos parecen haber comenzado a tener dudas acerca de la alta probabilidad de presencia de vida "compleja" (multicelular) en el univer- so. La Tierra, tal como hemos visto, que ha generado estos niveles de vida y los sostiene, parece reunir ciertas características unicas respecto de otros planetas. Sin embargo, varios investigadores creen que la vida simple (de tipo micro- biano), similar a la que habitó la Tierra durante gran parte de su historia (pro- bablemente desde hace 3.500 Ma hasta hace 600 Ma), podría ser alta- mente probable en numerosos plane- tas del cosmos. A partir del hallazgo de supuestos fósiles en un meteorito pro- cedente de Marte, algunos científicos proponen que la vida pudo originarse fuera de la Tierra, y que habría llegado aquí y a Marte desde el espacio exte- rior en meteoritos y cometas. Los res- tos de organismos encontrados en
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como dióxido de carbono (CO 2 ) me- diante los siguientes procesos: la respi- ración de organismos, la liberación de gases a partir de erupciones volcánicas y de manantiales, la alteración de rocas formadas por compuestos de carbono (rocas carbonáticas) expuestas durante la formación de cordilleras y, reciente- mente (en términos de la historia de la Tierra) la actividad industrial humana. Por otra parte, el CO 2 es extraído de la atmósfera mediante los procesos me- tabólicos de fotosíntesis por parte de las plantas y las algas verdes, por la for- mación de compuestos carbonáticos y por su disolución directa en el agua de mar en contacto con el aire. Parte del CO 2 contenido en el mar es utilizado por organismos marinos para formar sus conchillas carbonáticas. Tras la muerte de estos organismos, las con- chillas respectivas caen al fondo mari- no y eventualmente son transportadas hacia el manto astenosférico mediante el proceso de subducción. Posterior- mente se incorpora a los magmas que alimentan los arcos volcánicos, y de esa manera el carbono regresa a la atmósfera. Si se frenara la tectónica de placas, los arcos volcánicos se extinguirían y el CO 2 que estos proveen dejaría de ser aportado a la atmósfera, lo que quebraría este equilibrio y se enfriaría la Tierra. Otro mecanismo de enfriamiento atmosférico asociado con la caída de la concentración de CO 2 atmosférico estaría relacionado con el azar: debido a la tectónica de placas, los continentes habrían ocupado eventualmente posi- ciones cercanas al ecuador. En estas cir- cunstancias, casi todas las áreas emer- gidas de la Tierra habrían tenido climas extremadamente lluviosos típicos de zonas tropicales. Un mecanismo de remoción del CO 2 atmosférico es a tra- vés de las aguas de lluvia, por lo que, si las precipitaciones persistieron larga- mente en el tiempo, las concentracio- nes de este gas habrían caido a nivel global. Finalmente, la coincidencia de climas muy lluviosos en todos los conti- nentes del planeta pudo desencadenar,
biogénico de los estromatolitos de esta edad es dudoso. Las dudas res- pecto de estos hallazgos se relacionan con el debate que existe acerca de la presencia de oxígeno en la atmósfera en esa época. Los primeros restos indiscutibles de estromatolitos tienen una edad de 2800 Ma (finales del Arqueozoico). El oxígeno liberado por los organismos formadores de estromatolitos habría sido capturado en el agua de los océa- nos para la oxidación del hierro. De esta manera, se depositaron centena- res de metros de sedimentos conoci- dos como Formaciones Ferríferas Bandeadas, que constituyen la evi- dencia más contundente acerca de la presencia de este gas en la atmósfera para ese entonces. Con el incremento de la liberación de oxígeno, y al disminuir la cantidad de hierro potencialmente oxidable, la atmósfera comenzó a enriquecerse en este gas, lo que permitió que muchos organismos evolucionaran hacia formas capaces de respirar este elemento. Las primeras evidencias de células microbianas aparecen en sedimentos de 2.000 Ma de antigüedad. Para entonces, el oxígeno había alcanzado el 1% del nivel actual, lo que permi- tió el desarrollo de una delgada capa de ozono que protegía la superficie terrestre de la radiación ultravioleta. Sin embargo, el mantenimiento de la vida "compleja" que subsecuente- mente aparecería en la Tierra no habría sido posible si ciertos ciclos vita- les no hubieran estado regulados por la dinámica del planeta y si, además, ciertos efectos propios de su dinámica particular no hubieran ocurrido.
TECTÓNICA Y TEMPERATURA
La tectónica de placas juega un papel decisivo en la regulación de la tempera- tura superficial del planeta mediante el balance del ciclo del carbono. De esta manera contribuye a evitar las variacio- nes térmicas extremas que destruirían la vida. El carbono llega a la atmósfera
EFECTO INVERNADERO
La cantidad de CO 2 libre en la atmósfera es uno de los fac- tores principales que deter- mina la temperatura en la superficie terrestre por medio del denominado efecto invernadero, fundamental para el mantenimiento de la vida en nuestro planeta, y se relaciona con el balance de las energías emitidas y absor- bidas por la Tierra. Todo cuerpo emite un espectro de radiaciones con diferentes longitudes de onda que es característico de su tempera- tura superficial. El Sol emite una gama de radiaciones que para la temperatura superfi- cial que posee, alrededor de 6.500 ºC, se ubica preferen- temente en el rango del espectro visible. La atmósfera de la Tierra es en gran parte transparente al espectro visi- ble de la radiación solar, por lo que prácticamente toda la energía de la radiación solar incide sobre la Tierra.
Sin embargo, la energía que emite la Tierra, que depende de su temperatura superficial (alrededor de unos 20 ºC), está desplazada hacia el espectro infrarrojo, que es el correspondiente a la radia- ción de calor. Las radiaciones infrarrojas son absorbidas diferencialmente por la atmósfera en función de la concentración de ciertos gases, en particular el CO 2. De esta manera, a más CO 2 atmosférico existirá una dificultad mayor para la eli- minación de la radiación infrarroja reflejada por la superficie terrestre hacia el espacio, lo que producirá un calentamiento paulatino de la superficie del planeta. Si no se produjera el efecto invernadero, la superficie de la Tierra no habría alcanza- do la temperatura mínima necesaria para la vida.
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Cuando los epistemólogos se de- dicaron a analizar la estructura del conocimiento científico, conside- raron la teoría como la "unidad" que, a modo de ladrillo, conforma el edificio de las ciencias. Desde su significado más literal, una teoría científica constituye una visión del mundo. Es decir que los cientí- ficos, por medio de las teorías, in- terpretan la información que proviene de la realidad, transfor- mándola en hechos científicos. Mediante la teoría se seleccio- nan y conectan evidencias, se interviene en el mundo, se genera lenguaje especializado. Una teoría representa una orga- nización particular del conocimien- to, sumamente elaborada y com- pleja. La teoría es una auténtica red de conceptos conectados en enun-
ciados que expresan regularidades en el mundo de los fenómenos. En toda teoría se puede ver un núcleo de conocimiento que es fundamental y no puede ser cues- tionado sin poner en peligro todo el edificio conceptual. En este tex- to se habla de la aparición de la tectónica de placas como un cam- bio de paradigma; con ello se quiere significar que las teorías anteriores sobre la estructura y la dinámica de la Tierra fueron des- cartadas al ponerse en duda su núcleo de suposiciones básicas. Fuera del núcleo, otros elementos de la teoría están en constante revisión con el fin de "perfeccio- narlos", es decir, de ajustarlos cada vez más a las evidencias que se van obteniendo. Hablamos de modelos para referirnos a estas explicacio- nes hipotéticas, por ejemplo, cuan- do se le atribuye una determinada estructura interna a algún planeta del Sistema Solar, porque con esta
suposición se puede dar cuenta de la información (magnética y gravi- métrica) de que se dispone. También se habla de teorías "fronterizas" para designar el conocimiento en progreso, sobre el que aún no hay consenso entre todos los científicos. Por ejemplo, en el momento de su surgimiento, la idea de la deriva continental podía ser considerada una "conje- tura audaz", dada la escasez de evidencia para sostenerla. Con la introducción de nuevos hechos científicos (la simetría de las ban- das magnéticas a ambos lados de la dorsal centro-océanica) mirados desde la teoría geofísica, las ideas de Wegener son rescatadas y cobran aceptación generalizada en la comunidad científica. La idea de la procedencia extraterrestre de la vida en nuestro planeta es otra de estas teorías fronterizas: constituye una explicación válida, pero compi- te con otras, y la evaluación de las
evidencias a favor y en contra no es sencilla. Otro tanto sucede con la interpretación de la naturaleza de los estromatolitos: un mismo "da- to" puede leerse desde varias pos- turas teóricas, a veces contradicto- rias. Por ello hablamos de una cons- trucción del hecho científico, reali- zada desde el marco de la teoría. Una teoría permite explicar los fenómenos encadenando hechos mediante mecanismos causales. Así, la presencia de dióxido de car- bono en la Tierra en la proporción adecuada para las formas de vida complejas puede ser explicada con el apoyo de un modelo geológico. La teoría también nos permite pre- decir qué sucedería si se alteraran las condiciones actuales del plane- ta: "Si la dinámica del núcleo externo cesara, la Tierra perdería su campo magnético y su atmós- fera". Estas son, entonces, las dos funciones principales de la teoría científica: explicar y predecir.
EPISTEMOLOGÍA
Agustín Adúriz-Bravo
Bibliografía Briggs, D., P. Smithson, K. Addison y K. Atkinson: Fundamentals of the Physical Environment, Londres y Nueva York, Routledge, 1995. Gould, S. J. (ed.): El libro de la vida, Barcelona, Crítica, 1993. Gould, S. J.: " La evolución de la vida en la Tierra", Investigación y Ciencia, diciembre de 1994. Lowrie, W.: Fundamentals of Geophysics, Cambridge, Cambridge University Press, 1997. Murphy, B. y D. Nance: Earth Science Today, Pacific Groove, Brooks/Cole- Wadsworth, 1999. Pickering, K. T. y L. A. Owen: An introduction to Global Environmental Issues, Nueva York, Routledge, 1997. Ridley, M.: Evolution , Boston, Blackwell Science, 1996. Stanley, S.: Exploring Earth and Life trough Time, Nueva York, W. H. Freeman, 1993.
Strain, P. y F. Engle: Looking at Earth, Atlanta, Turner, 1996. Tarbuck, E. y F. Lutgens: Ciencias de la Tierra, Madrid, Prentice Hall, 2000. Ward, P. D. y D. Brownlee: Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe, Nueva York, Copernicus, 2000. Agradecimientos El equipo de Publicaciones de la Dirección Nacional de Gestión Curricular y Formación Docente agradece a las siguientes instituciones y personas por permitirnos reproducir material fotográfico y colaborar en la docu- mentación de imágenes: Earth Sciences and Image Analysis Laboratory, NASA Johnson Space Center (EE.UU.); Space Environment Center, NOAA (EE.UU.); NOAA- National Geophysical Data Center (EE.UU.); NASA/ MOLA Science Team (EE.UU.); Geological Survey, Woods Hole Science Center (EE.UU.) y Walter S. Kiefer.
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Coordinación y documentación, Lic. Rafael Blanco Edición, Lic. Gonzalo Blanco Diseño y diagramación, DG María Eugenia Más Corrección, Norma A. Sosa Pereyra
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Ministro de Educación, Ciencia y Tecnología, Lic. Daniel Filmus Secretario de Educación, Lic. Juan Carlos Tedesco Subsecretaria de Equidad y Calidad, Lic. Alejandra Birgin Directora Nacional de Gestión Curricular y Formación Docente, Lic. Laura Pitman
