Ciencia Kanija

Representación artística del estallido de rayos gamma (GBR 020813), observado en el 2002, que duró alrededor de dos minutos. (Cortesía: NASA/CXC/M Weiss)

Una explosión cósmica de rayos gamma que golpee la Tierra puede ser muy dañina para el plancton oceánico a profundidades que alcanzan hasta los 75 metros,  según un equipo de investigadores cubanos. Éstos organismos son parte del 40% de la fotosíntesis que producen los océanos, así que un efecto como éste podría tener un serio impacto en los niveles de dióxido de carbono de la Tierra.

Los estallidos de rayos gamma (GRB’s, en inglés) son los eventos electromagnéticos más luminosos que se sabe que ocurren en el universo,  llegando a liberar 10⁴⁴ Joules de energía de rayos gamma en un haz estrecho en cosa de segundos. Existen de dos tipos: largos y cortos. El primero de ellos es el más común, el cual se cree que se forma por el colapso del núcleo de una supernova. Hasta la fecha los estallidos de rayos gamma observados han ocurrido en galaxias distantes y no en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Sin embargo, algunos investigadores creen que un estallido de rayos gamma fue el responsable de la masiva extinción del Ordovícico, hace 450 millones de años aproximadamente.

Considerando esto, un grupo de biólogos y físicos de la Universidad Central de Las Villas, en Santa Clara, Cuba, han especulado sobre lo que podría suceder si un estallido de rayos gamma cercano – a alrededor de 6000 años luz de distancia – golpease la Tierra en la actualidad. “Nuestro deseo era vincular la astrofísica con las ciencias ambientales, lo cual hasta el momento es un área inexplorada. Queríamos saber cómo las explosiones estelares podrían afectar la evolución de la vida en la Tierra”, dijo el físico Rolando Cárdenas a physicsworld.com

Extrayendo electrones

El peligro para el plancton que habita en los océanos no serían los propios rayos gamma, sino los destellos de radiación ultravioleta causados por la interacción de aquellos con la atmósfera. Los primeros rayos provenientes de una explosión extraerían los electrones de las moléculas de gas. Éstos electrones excitarían luego otras moléculas, creando una emisión de energía UV. Según Cárdenas, un 1-10% de la energía incidente de rayos gamma toca el suelo en forma de luz UV y tiene el potencial de ser dañino para el plancton. El resto viene en forma de luz visible o infrarroja, que es menos peligrosa para la vida.

Con el fin de investigar el efecto de esta radiación UV, el equipo examinó el albedo típico de los océanos de la Tierra para calcular el espectro UV a diferentes profundidades. También tuvieron en cuenta la calidad óptica del agua porque no todos los océanos son tan claros.  Combinando estos factores con otros concluyeron que un destello de rayos UV puede penetrar hasta 75 metros en agua clara, dañando una enzima crucial para la fotosíntesis y causando, además, que el plancton destine la energía usada en la fotosíntesis hacia el reparo del ADN dañado.

Esta supresión de la capacidad del plankton para hacer fotosíntesis podría tener un profundo efecto en el clima de la Tierra. El dióxido de carbono es consumido en grandes cantidades por el plancton de océano, por una sola especie, Prochlorococcus marinus, representando el 20% de toda la fotosíntesis de la biosfera. El plancton es también el primer eslabón en muchas de las cadenas alimenticias del océano, y su desaparición a manos de un estallido de rayos gamma llevaría a un efecto dominó en ellas.

Raro en las galaxias ricas en metales

Sin embargo, los estallidos de rayos gamma son raros en galaxias como la Vía Lactea. “La explicación más probable para esto es que la Vía Láctea es muy rica en metales – con muchos elementos más pesados que el helio – y las explosiones de rayos gamma ocurren menos frecuentemente en lugares que tienen estas condiciones”, explica Andrew Levan, un investigador de estallidos de rayos gamma de la Universidad de Warwick, Reino Unido. A pesar de esta rareza, un golpe proveniente de un estallido de rayos gamma en la Tierra no es una exageración. “Los estallidos de rayos gamma probablemente ocurren en nuestra galaxia cada 10 millones de años aproximadamente. Para afectar a la Tierra la explosión tendría que estar alineada con nosotros y no demasiado lejos. De todos modos, es plausible que durante los 4500 millones de años de la historia de la Tierra, ésta podría haberse visto afectada por los estallidos de rayos gamma”, añadió Levan.

Los resultados han sido aceptados para la publicación en Astrophysics and Space Science y el documento preliminar está disponible en arXiv.

Esta entrada fue escrita el Jueves, 9 de septiembre de 2010 a las 8:16 am y archivada en Astronomía. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.