Nuevas mediciones podrían confirmar la hipótesis Gaia

Fecha:18/05/12

Una novedosa herramienta de análisis del ciclo del azufre determinará si es o no cierto que nuestro planeta se autorregula, como cualquier otro ser vivo

En 1979, se hizo pública la denominada hipótesis Gaia, que postulaba que la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un organismo vivo. Pero, ¿es realmente la Tierra (Gaia) un ser vivo gigante? Un método recientemente desarrollado por científicos de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, basado en las mediciones del ciclo del azufre, podría desvelar esta incógnita.

En 1979, el químico James Lovelock y la bióloga Lynn Margulis hicieron pública la denominada hipótesis Gaia, que postulaba que la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente y un sistema autorregulador que tiende al equilibrio, en definitiva, como un organismo vivo.

Pero, ¿es realmente la Tierra (Gaia) un ser vivo gigante? Un método recientemente desarrollado por científicos de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos podría desvelar esta incógnita.

Según publica dicha Universidad en un comunicado la clave estaría en un elemento químico que se encuentra entre los 10 más abundantes del universo: el azufre.

Rastreando el Ciclo del azufre

En los océanos, los organismos marinos (1) producen un compuesto del azufre, el dimetilsulfuro (1) (2), que es lo suficientemente estable como para resistir la oxidación del agua (1) y que se produzca su transferencia al aire y a la superficie terrestre.

Es lo que se denomina el “ciclo del azufre”, un proceso que se desarrolla a través de la tierra, la atmósfera y los seres vivos marinos, y que juega un papel crucial tanto en el clima como en la salud de los organismos y de los ecosistemas.

De hecho, las emisiones de dimetilsulfuro son esenciales para la regulación del clima, a través de su transformación en aerosoles, que se cree influyen en el equilibrio de radiación térmica terrestre.

Lo que han hecho Harry Oduro, de la Universidad de Maryland, en colaboración con el geoquímico James Farquhar, y la bióloga marina Kathryn Val Alstyne, de la Western Washington University, es desarrollar una herramienta que posibilita el rastreo y la medición del sulfuro a lo largo de todo el ciclo del azufre: desde la metabolización de estos compuestos por parte de los organismos oceánicos hasta la atmósfera y la tierra.

En los océanos, los organismos marinos producen un compuesto del azufre, el dimetilsulfuro, que es lo suficientemente estable como para resistir la oxidación del agua y que se produzca su transferencia al aire y a la superficie terrestre.

Es lo que se denomina el “ciclo del azufre”, un proceso que se desarrolla a través de la tierra, la atmósfera y los seres vivos marinos, y que juega un papel crucial tanto en el clima como en la salud de los organismos y de los ecosistemas.

De hecho, las emisiones de dimetilsulfuro son esenciales para la regulación del clima, a través de su transformación en aerosoles, que se cree influyen en el equilibrio de radiación térmica terrestre.

Lo que han hecho Harry Oduro, de la Universidad de Maryland, en colaboración con el geoquímico James Farquhar, y la bióloga marina Kathryn Val Alstyne, de la Western Washington University, es desarrollar una herramienta que posibilita el rastreo y la medición del sulfuro a lo largo de todo el ciclo del azufre: desde la metabolización de estos compuestos por parte de los organismos oceánicos hasta la atmósfera y la tierra.

Huellas isótopicas

Más concretamente, Oduro y sus colaboradores pueden medir por vez primera, gracias a esta herramienta, la composición isotópica del dimetilsulfuro (1) y también de su precursor, el dimetilsulfoniopropionato (1).

Al igual que muchos otros elementos químicos, el azufre está compuesto de diferentes isótopos o átomos cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa.

Los isótopos de cualquier elemento, en este caso del azufre, se caracterizan por tener propiedades químicas idénticas, pero diferentes masa y propiedades nucleares.

Estas diferencias sutiles han hecho posible para los científicos establecer diferencias, en forma de huellas isotópicas, entre los distintos compuestos del azufre, producidos por las macroalgas(algas marinas multicelulares) y el fitoplancton, para poder rastrearlos.

Según explica Farquhar, en concreto, lo que se ha conseguido es idear la manera de aislar y medir la composición isotópica de estos dos compuestos del azufre, el dimetilsulfuro y el dimetilsulfoniopropionato.

Cómo se autorregula GAIA

Los registros resultantes han revelado una variabilidad inesperada en una señal isotópica que parece estar relacionada con la manera en que el azufre es metabolizado, añade el investigador.

Además, el trabajo de Oduro ha establecido que cabe esperar encontrar variaciones en las huellas isotópicas del azufre de ambos compuestos en el océano, bajo diversas condiciones medioambientales y a partir de diferentes organismos.

Y también ha demostrado que las diferencias en la composición isotópica del dimetilsulfuro pueden ayudar a afinar las estimaciones de sus emisiones a la atmósfera y su ciclo en los océanos.

Por todo, la investigación ha demostrado que el uso de los isótopos para registrar el ciclo de los compuestos del azufre en las superficies oceánicas, así como el flujo del dimetilsulfuro a la atmósfera, servirá para responder a importantes cuestiones sobre el clima –vinculadas al ciclo de azufre- y a predecir mejor los cambios climáticos, asegura Farqhuar.
Asimismo, estas mediciones ayudarán a establecer mejor las conexiones entre las emisiones de dimetilsulfuro y los aerosoles de sulfato, y permitirá conocer la interacción entre el mundo marino, la atmósfera y la tierra, para concluir hasta qué punto se autorregulan y si es posible que la teoría Gaia sea cierta.Los resultados de la presente investigación han aparecido detallados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), en la que se especifica que las mediciones fueron realizadas a partir de una especie concreta de fitoplancton (Prorocentrum minimum) y de cinco especies de macroalgas (Ulva lactuca, Ulva linza, Ulvaria obscura, Ulva prolifera, y Polysiphonia hendryi)

La respiración de la Tierra
En 2004, científicos de la Universidad de Hong Kong hicieron público otro descubrimiento que podría respaldar uno de los aspectos de la hipótesis Gaia, que señala que la Tierra vive algún proceso de respiración: los investigadores descubrieron que el litoral terrestre respira bajo el efecto de las mareas, originando la aspiración y expiración del aire y la humedad y afectando a las infraestructuras costeras.

La Hipótesis de Gaia. La Tierra como planeta vivo.
Isaac Asimov y Frederik Pohl (La Ira de la Tierra)
La Ira de la Tierra, RedPsicología (**) y Sanjay Suri (***)

Según Lovelock, las pruebas demostraban que toda la biosfera del planeta tierra, hasta el ultimo ser viviente que lo habita, podía ser considerada como un único organismo a escala planetaria en el que todas sus partes estaban casi tan relacionadas y eran tan independientes como las células de nuestro cuerpo. Creía que ese super-Ser-Colectivo merecía un nombre propio, al que William Golding (autor de El Señor de las Moscas) llamó Gaia.

A todos nos gustaría creer que existe algo (alguna clase de ser superior y bueno) que puede intervenir y salvarnos de las cosas que van mal en nuestro mundo.

La mayoría de la gente siempre ha tenido una creencia de este tipo que la reconforte. Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, el candidato para este algo ha sido Dios (no importa a qué dios se adorara en cada tiempo y lugar) y ésa es la razón por la que, en los veranos secos, los agricultores han levantado sus ruegos para pedir lluvia. Lo siguen haciendo, pero, a medida que los conocimientos científicos aumentan y se empiezan a encontrar cada vez más explicaciones a los acontecimientos de las leyes naturales en vez del capricho divino, mucha gente empieza a desear un protector menos sobrenatural (y quizá más predecible).

Por eso hubo bastante revuelo en la comunidad científica cuando, hace unos cuarenta años, un científico británico, llamado James Lovelock, propuso algo que cumplía estos requisitos. Lovelock dio un nombre a su nuevo concepto hipotético: lo llamó Gaia, por la antigua diosa de la tierra.

La Hipótesis Gaia

Cuando Lovelock publicó la hipótesis de Gaia, provoco una sacudida en muchos científicos, sobre todo en aquellos con una mente más lógica que odiaban un concepto que sonaba tan místico. Les producía perplejidad, y lo más desconcertante de todo era que Lovelock era uno de ellos. Tenía fama de ser algo inconformista, pero sus credenciales científicas eran muy sólidas. Entre otros logros a Lovelock se le conocía por ser el científico que había diseñado los instrumentos de algunos de los experimentos para buscar vida que la nave estadounidense Viking había llevado a cabo en la superficie de Marte.

Y, sin embargo, a los ojos de sus iguales, lo que Lovelock estaba diciendo rayaba en la superstición. Peor todavía, cometió la temeridad de presentar sus argumentos en forma de método científico ortodoxo. Había obtenido las pruebas para su propuesta de la observación y la literatura científica, como se supone que debe hacer un científico. Según él, las pruebas demostraban que toda la biosfera del planeta tierra (o lo que es lo mismo, hasta el ultimo ser viviente que habita en nuestro planeta, desde las bacterias a los elefantes, las ballenas, las secoyas y tú y yo) podía ser considerada como un único organismo a escala planetaria en el que todas sus partes estaban casi tan relacionadas y eran tan independientes como las células de nuestro cuerpo. Lovelock creía que ese super-ser-colectivo merecía un nombre propio. Carente de inspiración, pidió ayuda a su vecino, William Golding (autor de El Señor de las Moscas), y a Golding se le ocurrió la respuesta perfecta. Así que lo llamaron Gaia.

Lovelock llegó a esta conclusión en el transcurso de su trabajo científico mientras trataba de idear qué signos de vida debían buscar en el planeta Marte los instrumentos que estaban diseñando. Se le ocurrió que si fuese un marciano en vez de un inglés, habría sido fácil resolver el problema en sentido contrario. Para obtener la solución, todo lo que hubiera necesitado un marciano hubiera sido un modesto telescopio con un buen espectroscopio incorporado.

La misma composición del aire de la Tierra proclama la innegable existencia de vida. La atmósfera terrestre contiene una gran cantidad de oxigeno libre, que es un elemento químico muy activo. El hecho de que se encuentre libre en esas cantidades en la atmósfera significa que tiene que haber algo que lo esté reponiendo constantemente. Si esto no fuera así, hace mucho tiempo que el oxígeno atmosférico habría reaccionado con otros elementos como puede ser el hierro de la superficie terrestre y habría desaparecido, exactamente igual que nuestros espectroscopios terrestres han mostrado que cualquier cantidad de oxigeno que hubiese habido se ha agotado desde hace mucho tiempo en nuestros vecinos planetarios, Marte incluido

Por lo tanto, un astrónomo marciano habría comprendido de inmediato que ese algo que repone el oxígeno sólo podía ser una cosa: la vida. Es la vida (las plantas vivas) lo que produce constantemente este oxígeno en nuestro aire; con ese mismo oxígeno cuenta la vida (nosotros y casi todos los seres vivos del reino animal) para sobrevivir.

Partiendo de esto, la idea de Lovelock es que la vida (toda la vida de la tierra en su conjunto) interacciona y tiene la capacidad de mantener u entorno de manera que sea posible la continuidad de su propia existencia. Si algún cambio medioambiental amenazara a la vida, ésta actuaría para contrarrestar el cambio de manera parecida a como actúa un termostato para mantener tu casa confortable cuando cambia el tiempo encendiendo la calefacción o el aire acondicionado.

El término técnico para este tipo de comportamiento es homeostasis. Según Lovelock, Gaia (el conjunto de toda la vida en la tierra) es un sistema homeostático. Para ser más preciso desde el punto de vista técnico, en este caso, el término adecuado es homeorético en vez de homeostático, pero la distinción solo puede interesar a los especialistas. Este sistema que se conserva a sí mismo, no sólo se adapta a los cambios, sino que incluso hace sus propios cambios alterando su medio ambiente siempre que sea necesario para su bienestar.

Estimulado por estas hipótesis, Lovelock empezó a buscar otras pruebas de comportamiento homeostático. Las encontró en lugares insospechados. En las islas coralíferas, por ejemplo. El coral está formado por animales vivos. Sólo pueden crecer en aguas poco profunda. Muchas islas de coral se están hundiendo lentamente y, de alguna manera, el coral sigue creciendo hacia arriba tanto como necesita para permanecer a la profundidad adecuada para sobrevivir.

Esto es un tipo rudimentario de homeostasis. También está la temperatura de la Tierra. La temperatura media global ha permanecido entre límites bastante estrechos durante mil millones de años o más, aunque se sabe que en este tiempo la radiación solar (que es lo que determina básicamente dicha temperatura) ha ido aumentando interrumpidamente. Por tanto, el calentamiento de la tierra debía haberse notado, pero no ha sido así. ¿Cómo puede haber ocurrido esto sin algún tipo de homeoestasis?

Para Lovelock resultaba todavía más interesante la paradójica cuestión de la cantidad de sal en el mar. La concentración actual de sal en los océanos del planeta es justo la adecuada para las plantas y animales marinos que viven en ellos. Cualquier aumento significativo resultaría desastroso. A los peces (y a otros modos de vida marinos) les cuesta un gran esfuerzo evitar que la sal se acumule en sus tejidos y les envenene; si en el mar hubiera mucha mas sal de la que hay, no podrían hacerlo y morirían. Y, sin embargo, según toda lógica científica normal, los mares deberían ser muchos más salados de lo que son.

Se sabe que los ríos de la Tierra están disolviendo continuamente las sales de los suelos por los que fluyen y las transportan en grandes cantidades a los mares. El agua que los ríos añaden cada año no permanece en el océano. Esta agua pura se elimina por evaporación debido al calor solar, para formar nubes que terminan cayendo de nuevo como lluvia; mientras las sales que contenían estas aguas no tienen a donde ir y se quedan atrás.

En este caso, la experiencia diaria nos enseña lo que sucede. Si dejamos un cubo de agua salada al sol durante el verano, se volverá cada vez mas salada a medida que se evapora el agua. Aunque parezca sorprendente, esto no sucede en el océano. Se sabe que su contenido de sales ha permanecido constante a lo largo de todo el periodo geológico. Así que está claro que algo actúa para eliminar el exceso de sal en el mar.

Se conoce un proceso que podría ser el responsable. De vez en cuando, las bahías y brazos de mar poco profundos se quedan aislados. El sol evapora el agua y quedan lechos salinos que con el tiempo son recubiertos por polvo, arcilla y, finalmente, roca impenetrable, de manera que cuando el mar vuelve para recuperar la zona, la capa de sal fósil esta sellada y no se redisuelve. Más tarde, cuando la gente la extrae para sus necesidades, la llamamos mina de sal. De esta manera, milenio tras milenio, los océanos se liberan del exceso de sal y mantienen su concentración salina.

Podría ser una simple coincidencia que se mantenga este equilibrio con tanta exactitud, independientemente de lo que ocurra, pero también podría ser otra manifestación de Gaia. Pero quizá Gaia se muestre a sí misma con más claridad en la manera que ha mantenido constante la temperatura de la Tierra. Como ya hemos dicho, en los orígenes de la tierra, la radiación solar era una quinta parte de la actual. Con tan poca luz solar para calentarse, los océanos deberían haberse congelado, pero eso no ocurrió. ¿Por qué no?

La razón es que por aquel entonces la atmósfera terrestre contenía mas dióxido de carbono que en la actualidad y éste, afirma Lovelock, es un asunto de Gaia, ya que aparecieron las plantas para reducir la proporción de dióxido de carbono en el aire. A medida que el sol subía la temperatura, el dióxido de carbono, con sus propiedades de retención del calor, disminuía en la medida exacta a lo largo de milenios. Gaia actuaba por medio de las plantas, indica Lovelock, para mantener el mundo a la temperatura óptima para la vida.

La Teoría Gaia: La Tierra como Planeta Vivo

Efecto invernadero, agujero de ozono, lluvia ácida… los golpes que tiene que aguantarse este planeta. Hasta ahora nos ha protegido y proporcionado todo lo que necesitábamos: calor, tierra, agua, aire. Y su buen trabajo le ha costado. Ha necesitado millones de años para convertir un infierno de fuego y cenizas en un paraíso de océanos, montañas y oxígeno, superando no pocas vicisitudes en forma de choques de meteoritos, desplazamiento de continentes y glaciaciones brutales. Y ahora, Gaia, la Gran Madre, tiene que sufrir las bofetadas de sus propios hijos favoritos, los hombres.

Sí, Gaia, la del ancho seno, eterno e inquebrantable sostén de toda las cosas, la que fuera diosa de la Tierra para los antiguos griegos, es un organismo vivo. Todo nuestro planeta es un organismo vivo, magníficamente dotado para dar a luz las condiciones medioambientales óptimas para el desarrollo de plantas y animales. O por lo menos eso postula la extraordinaria teoría científica formulada por el bioquímico inglés James Lovelock.

En este artículo desarrollaré esta concepción del científico mencionado, y procuraré destacar la importancia de la misma como soporte teórico de una actividad ecológica planificada que permita salvar a la Tierra y sus habitantes de una destrucción total.

La idea de considerar a la Tierra como un ser viviente es arriesgada, pero no descabellada. Sin embargo, cuando en 1969 Lovelock presentó oficialmente su hipótesis Gaia -publicada en 1979, bajo el título Una nueva Visión de la Vida sobre la Tierra– en el marco de unas jornadas científicas celebradas en Princeton (Estados Unidos), no encontró ningún eco entre la comunidad científica.

Excepto la bióloga norteamericana Lynn Margulis -con quien luego colaboraría-, ningún investigador se interesó por tan alucinante teoría. Para la gran mayoría, Gaia no era más que una entelequia, un interesante ejercicio de imaginación. Quién iba a creerse que nuestro planeta sea una especie de superorganismo en el que, a través de procesos fisicoquímicos, toda la materia viva interactúa para mantenerse unas condiciones de vida ideales. Algunos incluso lo acusaron de farsante. Posiblemente porque, aunque irrelevante, aquella fantástica visión del mundo que ofrecía Lovelock resultaba, si no peligrosa, por lo menos inquietante.

La hipótesis Gaia no sólo contradecía la mayor parte de los postulados científicos precedentes y ponía patas para arriba los modelos teóricos sostenidos como válidos. Suponían, sobre todo, poner en tela de juicio la intocable y sacrosanta Teoría de la Evolución de Darwin: a lo largo de la historia la vida se ha ido adecuando a las condiciones del entorno fisicoquímico. Lovelock proclamaba justo lo contrario: la biosfera -conjunto de seres vivos que pueblan la superficie del planeta- es la encargada de generar, mantener y regular sus propias condiciones medioambientales. En otras palabras, la vida no está influenciada por el entorno. Es ella misma la que ejerce un influjo sobre el mundo de lo inorgánico, de forma que se produce una coevolución entre lo biológico y lo inerte. Un auténtico bombazo científico para aquella época.

Pero la bomba no llegó a estallar. Salvo provocar las protestas airadas de los científicos más radicales adscritos a las doctrinas clásicas, la hipótesis Gaia cayó en saco roto. Y después en el olvido, hasta que en fechas recientes han comenzado a desempolvarla y revisar la validez de sus postulados, forzados quizá por la crisis actual que sufre el planeta. Aunque todavía no se ha demostrado su existencia, Gaia sí ha probado ya su valor teórico al dar origen a muchas interrogantes y, lo que es más importante todavía, al ofrecer respuestas coherentes a las incógnitas más curiosas de la Tierra.

¿Qué podemos imaginarnos tras ese excéntrico supuesto bautizado como Gaia? El punto de partida de la hipótesis fue la contemplación, por vez primera en la historia de la humanidad, del globo terráqueo desde el espacio exterior. Las naves y sondas enviadas a Marte y Venus en la década de los sesenta para investigar y detectar eventuales indicios de vida y no encontraron ningún vestigio biológico. Sí descubrieron, en cambio, que los pálidos colores de los planetas vecinos contrastan espectacularmente con la belleza verdeazulada de nuestro hogar, porque sus atmósferas son radicalmente diferentes a la terrestre.

Nuestra transparente envoltura de aire es una singularidad, casi un milagro, comparada con las atmósferas que cubren a los planetas vecinos. Los resultados de las investigaciones espaciales establecieron que ambas están compuestas casi exclusivamente por dióxido de carbono y un porcentaje mínimo de nitrógeno. El constituyente más abundante de la piel azul que nos envuelve es, por el contrario, el nitrógeno (79 por ciento), seguido del oxigeno (21 por ciento), mientras que la cuantía de dióxido de carbono no supera el 0,03 por ciento. A estos elementos habría que añadir vestigios de otros gases, como metano, argón, óxidos nitrosos (1)(2), amoníaco, etcétera. ¡Todo una extraña mezcla!

Acerca de Ocktopus

Chileno, criado en Venezuela, amante de la buena vida, del buen pasar. Inquieto en los temas que me apasionan, siempre indago, busco e intento conocer nuevas cosas. Emprendedor innato. Siempre intento canalizar mis actividades en aquellas cosas que me atraen, de allí que los espacios en la red se vinculan a el turismo, la gastronomía y mantenerse informado.

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