La paradoja del Joven Sol Tenue aún no resuelta

Artículo publicado el 31 de mayo de 2011 en The Physics ArXiv Blog

El año pasado, los científicos afirmaron haber resuelto la paradoja del joven Sol tenue. Estaban equivocados. Ahora la paradoja ha vuelto y es más desconcertante que nunca.

El agua líquida ha fluido en la Tierra durante unos 3800 millones de años, desde no mucho después de que el planeta se formase. Las pruebas proceden de rocas que datan ese periodo, las cuales parecen haberse formado bajo la acción del agua.

Sol


Pero esto presenta a paleontólogos y geólogos un problema. En esa época, el Sol era aproximadamente un 30% más tenue de lo que es ahora, y no habría proporcionado suficiente calor para mantener agua líquida en la superficie.

Esto es lo que se conoce como paradoja del joven Sol tenue y ha desconcertado a los científicos desde la década de 1970, cuando loa señalaron por primera vez los astrónomos. Pero en realidad no preocupaba a nadie. La solución obvia era que la Tierra estaba más caliente debido a que reflejaba menos calor del Sol, tenía un albedo menor, o que era víctima de un efecto invernadero desbocado. Una de estas teorías debe ser la correcta, pero nadie sabía cuál.

Pero el año pasado, un grupo de investigadores afirmaron haber resuelto la paradoja. Dijeron que la composición de las rocas de esa época excluía la posibilidad de que la atmósfera fuese rica en gases invernadero tales como metano o dióxido de carbono.

En lugar de eso, la Tierra tuvo que tener un albedo menor y, por tanto, tuvo que haber absorbido más calor del Sol de lo que hace hoy. El menor albedo, defienden, fue el resultado de menos partículas biológicas en la atmósfera. Éstas hacen de núcleo para la formación de gotitas. Por lo que sin ellas habría menos nubes y menos luz solar reflejada al espacio.

Estos chicos publicaron su solución en Nature y se pensaba que el problema estaba resuelto.

Pero hoy, Colin Goldlatt y Kevin Zahnle del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field reinician la controversia.

Han revisado de nuevo este problema y estudiado el efecto de tener menos nubes. Dicen que sea cual sea la forma en la que hagas los cálculos, esto no podría haber hecho que la Tierra estuviese lo bastante caliente como para permitir la existencia de agua líquida.

Las nubes tienen dos efectos. En general, las nubes altas atrapan el calor, mientras que las bajas lo reflejan. “Por tanto el límite superior absoluto del calentamiento disminuyendo la reflectividad de las nubes se encontraría eliminando por completo las nubes bajas”, comenta.

Cuando haces eso en un modelo por ordenador del clima de los inicios de la Tierra, no obtienes más que la mitad del calentamiento necesario para mantener agua líquida en la superficie.

“Demostramos que, incluso con las suposiciones más fuertes posibles, reducir las nubes y el albedo superficial se queda corto por un factor de dos para resolver la paradoja”, dicen Goldlatt y Zahnle.

Por lo que la paradoja aún está sana y salva; y más desconcertante que nunca. El año pasado se descubrió que un efecto invernadero no puede explicar la paradoja. Ahora sabemos que un albedo menor tampoco conseguiría ese efecto.

Por lo que estamos de nuevo en la carrera por resolver de una vez por todas este problema. Poneos vuestras gorras de pensar.


Fecha Original: 31 de mayo de 2011
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Comments (17)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado el 31 de mayo de 2011 en The Physics ArXiv Blog El año pasado, los científicos afirmaron haber resuelto la paradoja del joven Sol tenue. Estaban equivocados. Ahora la paradoja ha vuelto y es más desconcerta…..

  2. [...] La paradoja del Joven Sol Tenue aún no resuelta http://www.cienciakanija.com/2011/06/01/la-paradoja-del-joven-so…  por AbuelaManuela hace 3 segundos [...]

  3. Chechu

    a) ¿Podría ser debido a que los materiales de la joven tierra permitieran un ciclo de compuestos líquidos diferentes del agua, análogo al que se está produciendo en Titán con el metano?

    b) ¿Podría ser a que el fenómeno de vulcanismo, mucho más frecuente en esas épocas tempranas, añadido a un mayor impacto de meteoritos, contribuyera a elevar la temperatura superficial terrestre lo suficiente como para mantener el agua en estado líquido?

    c) ¿Podría deberse a una mayor incidencia de las mareas debido a la mayor proximidad de la Luna, que provocase un efecto tirón capaz de intensificar el vulcanismo (análogamente, aunque de forma mucho menos extrema, a lo que ocurre en Ío respecto a Júpiter)?

    • jurl

      a) con contundencia: no. Ni siquiera cabe pensar que el agua tuviese disueltas sustancias que bajasen espectacularmente su punto de fusión, sería una salmuera y los minerales serían completamente diferentes. Titán no está en el congelador, está 140 grados centígrados más frío que el congelador más frío que está en el mercado.

      b) con contundencia: no. Si el efecto invernadero no valía, da igual lo que los volcanes vomiten.

      c) con contundencia: no. Júpiter tiene una masa salvaje respecto a Io, y sus mareas son asilvestradas. Las mareas de la Luna sobre la Tierra, a esta distancia, con no ser cosa de broma, no son comparables (su masa es 1/80 de la terrestre). Date cuenta que la Tierra no está acoplada con la Luna casi 5 eones después (no le presenta su misma cara). Además, la temperatura de Io es más o menos la que cabe esperar de su distancia al Sol.

      Tal vez lo que haya que revisar es la evolución estelar. Otra explicación por disparatada que parezca, es que la Tierra ha ido migrando en su órbita alejándose del Sol (y qué casualidad, siempre manteniéndose a la distancia apropiada). Pero, tal y como se hacen las cosas, si las evidencias empiezan a acumularse en un sentido, hay que atacar donde hay menos evidencias empíricas, y eso está en el tejado de los astrofísicos, me temo.

  4. Francisco

    Yo creo que es obvio que por aquellos tiempos el planeta era más caliente y había muchísimos más impactos de meteoritos, por no decir que la Luna estaba muchísimo más cerca.

  5. Jose Luis

    Hace 3800 millones de años la desintegración de productos radiactivos de la corteza terrestre era feroz, ya que había mayor concentración de isótopos inestables (plutonios, uranios etc.). Aún hoy en día el 80% del calor interno de la corteza se debe a la desintegración radiactiva.

    Y no sólo eso, de hecho la abundancia natural del U-235 en el Uranio natural hace 3800 millones de años era suficiente como para que hubiera (y así fue) multitud de reactores nucleares naturales pulsantes por toda la geografía del planeta.

    • jurl

      De la corteza no, del planeta. La corteza apenas tiene una fracción de la masa total del planeta. Viene siendo como un pastel, hay un punto en que puedes tocarlo que “parece” a temperatura ambiente pero su interior está sensiblemente más caliente. En general, la Tierra ha venido disipando su calor interno en su inmensa mayoría a través del mecanismo de tectónica de placas, las cortezas actúan como auténticos escudos térmicos y sus temperaturas dependen completamente de las condiciones externas, no internas.

      Además, esos escenarios habrían dejando muchísimas huellas que no se ven.

      Lo de que el calor interno de la Tierra se debe al decaimiento radiactivo es una hipótesis que nace de hacer números, pero nunca ha salido de hipótesis. Es la que está ahí porque no hay otra mejor ni de momento se da de bruces con los datos.

      • jurl

        Sus temperaturas por la parte “expuesta” al espacio, claro, no por la parte más profunda en contacto con los mantos.

  6. Paprivi

    Tal vez la cuestión esté en que el clima de la tierra es bastante más adaptable a los cambios de temperatura de lo se cree en principio.
    Saludos.

  7. Kein

    Quizás la Tierra por aquél entonces tenía una presión atmosférica mayor, que junto a los gases de efecto invernadero hacían que retuviera mucho más calor que actualmente.

  8. Konkel

    la solución a la paradoja podría ser la misma que posibilitó a marte tener agua líquida.
    quiero decir, opinan que podría tratarse de dos efectos del mismo misterio?

  9. ersuniel

    Interesantes comentarios, pero yo entraba porque es la primera vez que me he tenido que poner gafas de sol. ¡Menuda foto solar, sr Kanijo! Todavía me hacen los ojos chiribitas (que lo digo en serio) Me ha pasado lo mismo que con las ilusiones visuales.

  10. reneco

    y yo que estaba convencido que la joven tierra era mas caliente, con una corteza mucho mas delgada y un vulcanismo mas activo con todos sus gases calientes asociados, y para revolverla un poco mas, con una lluvia abundante de asteroides y meteoritos, después de todo venia formándose de ardientes remolinos polvo y gas interestelar. Creo que en esa época la temperatura del planeta era un poco mas independiente del sol que en la actualidad. Con las observaciones que tendremos durante esta década y la próxima por los nuevos telescopios se nos aclarará un poco la historia de la formación planetaria

  11. David

    Concuerdo con lo que dice Jose Luis, pero no tanto en que la corteza fuese radioactiva (xq supuestamente lo más pesado se fue al centro mientras la tierra se volvió una burbuja de roca líquida) sino que la intensidad del calor por desintegración fue muchísimo mayor, eso y la Luna a 50 000 Km generando marea pudieron genera tanta actividad tectónica que la cantidad de gases liberados fuese lo suficiente para atrapar calor, estamos hablando de CO, CO2, H2O, etc.

    Y si agregamos la hipótesis de la nieble primordial, en vez de la sopa primordial. Las cosas podrían encajar. Recuerden que los volcanes emiten mucho vapor de agua…muchos volcanes, mucho vapor.. Talvéz despues de todo el inicio de la vida si requirió de agua, pero nadie dijo que tuvo que ser un charco.

    Saludos desde Costa Rica

  12. Jesus

    Hola.

    Aplicando los principios mas elementales:

    Dado: la radiacion necesaria para mantener el agua líquida atendiendo al estado de la tierra y el sol es innecesaria.

    Sabiendo: Las pruebas recogidas en la tierra, de forma relativamente asequible y segura, no despejan los càlculos quiere decir que uno de los dos factores (estado de la tierra y estado del sol) no es el supuesto.

    Si parece ser que el estado de la tierra es el que suponemos con abundantes pruebas es que el que no estaba como suponemos debe ser el Sol no?

  13. Jesus

    Fe de E-Ratas
    Donde pone innecesaria va Insuficiente

  14. Oliver

    La idea que he tenido de la tierra en esta etapa es la siguiente: la temperatura interna de la tierra bastante superior, estando la corteza todavía muy delgada y débil, en la cual se generaban mucha más actividad volcánica y, por lo tanto, expulsión de gases a la atmósmera, la cual tenía una presión bastante inferior, haciendo que el punto de ebullición del agua fuera inferior y que las nubes fuesen altas, captando más radiación de un sol todavía tenue.

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