La formación del Sistema Solar

Hace algo más de cinco mil millones de años, la zona conocida como El Sistema Solar era una nube de Hidrógeno con un poco de Helio y algunos rastros de otros elementos.
Debido a la atracción gravitatoria esa nube de gas comenzó a aglomerarse en su centro aumentando la presión, y como los átomos llevaban un movimiento propio antes de comenzar a caer, se formó una gran cantidad de turbulencias y remolinos. Estos remolinos se formaban en todas las direcciones del espacio pero el choque entre unas y otras corrientes hizo que las corrientes más débiles se desviasen para unirse a las corrientes más fuertes.
Al mismo tiempo el choque de partículas de gas y polvo en el interior de la nebulosa solar generaba cargas de electricidad estática, tal como las nubes en la atmósfera van acumulando electricidad estática hasta que tienen que liberarla en forma de rayo. El efecto combinado de las cargas estáticas y las corrientes de polvo provocaron campos magnéticos que reorientaron las órbitas de casi todas las partículas de la nebulosa para hacerlas girar en la misma dirección. Así, la nebulosa solar se convirtió en un disco plano con un acusado abultamiento en el centro, con un aspecto muy similar al de nuestra propia galaxia.

En este disco de gases se volvió a repetir, a escala más reducida, el mismo proceso formándose nubes más pequeñas que giraban sobre sí mismas al tiempo que se trasladaban alrededor de la nube central. Se formaron varios miles de planetesimales girando sobre sí mismos y viajando alrededor de la nube central, pero los planetesimales más grandes, al pasar cerca de los más pequeños los atraían y engullían en su interior haciéndose más masivos. Así, al cabo de varios millones de años de evolución sólo quedaron los planetesimales más grandes, mientras que muchos de los más pequeños habían ido siendo engullidos por los mayores.

A mitad de camino entre la nebulosa solar y su borde externo, se habían formado dos planetesimal muy grandes que, conforme pasaban cerca de otros más pequeños los engullía aumentando aún más su tamaño.
Estos planetesimales llegaron a hacerse tan grandes que su fuerza gravitatoria también llegó a afectar a la mayor parte del sistema solar eliminando muchos planetesimales lejanos por efecto de la Resonancia Orbital Gravitatoria.

Si un planeta pequeño tuviera un período orbital tal que su año durase exactamente el doble, el triple, el cuádruplo, ... o la mitad, un tercio, un cuarto, ... o, en general un múltiplo o fracción exacta de un planeta de mayor tamaño, eso haría que cada X años su distancia relativa más corta coincidiera en la misma zona del espacio. El efecto gravitatorio en cada encuentro provocaría una leve alteración (cuestión de centímetros) en la órbita del planeta menor y este efecto se iría acumulando en órbitas sucesivas haciendo que su órbita se fuese alargando o achatando. El efecto es acumulativo, y mientras más deformada esté la órbita mayor será el efecto en los siguientes acercamientos, hasta que al cabo de millones de años esta deformación orbital le llevaría al punto de cruzarse con la órbita de otros planetas con órbita circular y eventualmente chocando con ellos.
En cambio, un planeta cuya órbita no coincidiera con ningún múltiplo ni divisor exacto de la órbita de los planetas gigantes, aunque en cada acercamiento sufriría una leve alteración, como este acercamiento se produciría siempre en distintas posiciones de la órbita las alteraciones tenderían a anularse entre sí y, de hecho, la tendencia sería más bien a estabilizar y hacer más circular la órbita del planeta menor.
De esa forma, la existencia de los planetas más masivos (Júpiter y Saturno) provocó que determinadas órbitas quedaran vacías y los restos se estrellaran o bien con ellos o bien con otros planetas situados en órbitas cuyo período orbital no coincidiera con ningún múltiplo ni divisor exacto de los de los planetas gigantes.

Al final, tras muchos millones de años de evolución planetaria, el sistema solar estaba compuesto por un centro masivo pero aún apagado, y varios planetesimales que viajaban en órbitas más o menos estables.

La formación de los Planetas

Los planetesimales eran nubes de gases que se aglomeraban debido la presión que sobre ellos ejercían las corrientes de gases, los campos magnéticos y su propia fuerza gravitatoria. Una vez iniciado el proceso de condensación de una nube se producía un efecto de retroalimentación. La mayor condensación aumentaba la presión interior, lo cual aumentaba la atracción gravitatoria que la masa interna ejercía sobre la masa periférica y esto a su vez provocaba más condensación de materia.
De esa forma los planetesimales se fueron haciendo cada vez más densos y los materiales que los componían comenzaron a diferenciarse.

La composición de los planetesimales era casi la misma que en la actualidad compone toda la materia del universo, es decir, un 92% de Hidrógeno, 7% de Helio y un 1% de los demás elementos.
De ese 1%, había aproximadamente un 50% de oxígeno, 20% de Neón, 15% de Nitrógeno, 8% de Carbono, 2% de Silicio, 2% de Magnesio, 1,5% de Hierro, 1% de Azufre, y el 0,5% restante era una mezcla de Argón, Aluminio, Calcio, Sodio, Niquel, Fósforo y demás elementos en proporciones cada vez menores.

Sin embargo, a pesar de suponer un porcentaje tan reducido, la masa total de cada uno de los planetesimales era tan grande que la cantidad de Hierro o Silicio, en cada uno de ellos era gigantesca, capaz de formar una esfera de cientos y hasta de miles de kilómetros de radio.

Debido a la fuerza gravitatoria los materiales más pesados, principalmente el Hierro y el Níquel, tendían a hundirse hacia el interior de la nube mientras que los más ligeros, como silicatos y gases, permanecían en el exterior.

Entre los elementos más pesados que el hierro se encontraba una cierta cantidad de elementos radiactivos, como Uranio, Torio o Potasio. La proporción era mínima, hacía falta reunir cuatro Billones de átomos al azar para encontrar uno solo de uranio, pero como ya hemos dicho la cantidad de átomos de cada planetesimal era gigantesca, había más que suficiente como para encontrar millones de toneladas de uranio incluso en los planetesimales del tamaño de la Luna. Al ir hundiéndose toda esa cantidad de Uranio y otros elementos radiactivos en el planetesimal, la radiactividad produjo el calentamiento de la materia circundante, lo cual ocasionó la fusión de los elementos que se habían “aglomerado” acelerando su propio hundimiento al mismo tiempo que los elementos y compuestos más ligeros flotaban hacia la superficie.

El tamaño original de la nube que formaba el planetesimal podía suponer una diferencia muy grande en la composición final del planeta. En un planetesimal de pequeño tamaño podría no generarse suficiente calor interno como para fundir sus componentes, y eso haría que el interior del planeta constituyese un heterogéneo conglomerado de polvo y rocas, de una densidad similar o inferior a la piedra pómez, capaz de flotar en el agua.
Su superficie sería bombardeada de igual forma por el choque con meteoritos lo que solidificaría su corteza en formas irregulares. Si el asteroide tuviera suficiente tamaño, su propia fuerza gravitatoria haría que el material sólido que lo compone se asentara en forma de esfera, tal como los asteroides más grandes, de más de cien kilómetros de radio.

En un planetesimal de mayor tamaño, el calor interno sí será suficiente para fundir el material y eso provocará la formación de un núcleo de material fundido.
A través de este núcleo fundido, los elementos más pesados se hundirán bajo los más ligeros formándose diversas capas en una pauta que será casi idéntica en todos los planetas.
En primer lugar un núcleo metálico, formado en su mayor parte de Hierro, con menos de un 10% de níquel y un 1% del resto de metales pesados.
A continuación una capa de Silicio, tan abundante como el hierro, que a altas temperaturas formará compuestos con el oxígeno y otros muchos elementos para dar lugar a todo tipo de silicatos. Los silicatos más densos quedarán en el interior mientras los más ligeros flotarán sobre ellos.
Y sobre todo ello quedará una capa de atmósfera sujeta por la fuerza gravitatoria del planeta. Mientras mayor sea el planeta, mayor será la atmósfera retenida por el planeta.

De una forma similar se han formado casi todos los cuerpos sólidos del sistema solar.

La Atmósfera Primordial

Estos primeros planetas orbitaban alrededor del Sol a través de una nube de gas y polvo cuyos componentes principales eran Hidrógeno y Helio, seguidos de Oxígeno, Neón, Nitrógeno y Carbono.
El calor generado por la formación de los planetas hizo que se formaran diversos compuestos. El Hidrógeno, altamente reactivo y superabundante en todo el universo, se unió a diversos átomos, especialmente a los más abundantes (Oxígeno, Carbono y Nitrógeno) para formar gases como vapor de agua, metano y amoníaco, lo que podemos considerar la atmósfera primordial.
Los gases nobles como Helio y Neón, a pesar de ser más abundantes que el Nitrógeno, no tenían apenas capacidad de formar compuestos, por eso quedaban flotando libres en la atmósfera y, al ser más ligeros quedaban en las capas más elevadas de la atmósfera. Si el planeta no era lo suficientemente masivo, esos gases podían escapar de la atracción gravitatoria del planeta.

En un planeta del tamaño de Marte la atmósfera apenas llegaría a una centésima parte de la presión atmosférica de la Tierra, mientras que en Júpiter la atmósfera llegó a ser tan grande que a consecuencia de la presión los gases llegaron a licuarse e incluso solidificarse.
Así, en Júpiter, sobre un núcleo de hierro y silicatos de dos veces el tamaño de la Tierra hay una capa de Hidrógeno metálico de miles de kilómetros de espesor y sobre ella otra capa de Hidrógeno y helio en estado líquido.
Sobre todo ello se mantiene una atmósfera de un 90% de Hidrógeno, un 9'5% de helio y el resto de compuestos típicos de la atmósfera primordial.

La formación de los satélites

Parece una constante del universo que lo que ocurre a gran escala puede ocurrir también a pequeña escala.
Las mismas fuerzas que originan las galaxias han dado forma también al sistema solar. Y cada uno de los planetesimales que se formaron en él actuó de una forma similar.
En algunos casos los planetesimales se convertían en un planeta solitario, pero si las alteraciones gravitatorias de su entorno daban lugar a ello se podían formar no uno sino varios núcleos cada uno de los cuales podía dar origen a un cuerpo planetario.

Así, en el planetesimal que dio origen a la Tierra no se formó un núcleo, sino dos, absorbiendo el mayor de ellos el 98'8% de la masa sólida del planetesimal mientras el pequeño absorbía un 1'2%.
Al ser la masa lunar muy inferior, el núcleo metálico sufrió menos presión gravitatoria y eso hizo que la Luna sea mucho menos densa de lo que lo es la Tierra, a pesar de haberse iniciado ambas con la misma composición básica.

Sería muy difícil que un planetesimal menor que el terrestre generara un satélite, pero los más grandes, como Júpiter y Saturno podían llegar a formar hasta una decena de núcleos menores.

En la formación de los satélites influirían de nuevo los mismos factores que intervinieron en la génesis de los planetas, pero también influiría un nuevo factor, el efecto marea.

Una nebulosa, al contraerse, tiende a acelerar su velocidad de rotación. Es el mismo efecto de un patinador sobre hielo cuando da vueltas sobre sí mismo. Si acerca los brazos al cuerpo aumenta su velocidad de giro.
De esa forma, totalmente al azar, cada satélite tenía una velocidad de giro distinta, dependiendo de cuánta cantidad de materia de su nebulosa particular se hubiese concentrado hasta llegar a su tamaño definitivo.

Los satélites, sin embargo, estaban bajo los efectos de una fuerza que a los planetas les afectaba muy levemente: la atracción gravitatoria de su primario.

El primario de todos los planetas, el centro de su órbita, es el Sol.
El Sol atrae a cada uno de los planetas con una fuerza que depende de la distancia a la que se encuentra. Pero un planeta puede ser muy grande, y la parte más cercana al Sol sufrirá una atracción mayor que la más lejana. De esa forma se produce una tensión entre el extremo más cercano al Sol y el más lejano.
A medida que el planeta va girando sobre su eje, esa tensión va cambiando de dirección continuamente, haciendo un efecto de "amasamiento" que provoca tensiones internas en las rocas del interior del planeta. Estas tensiones producen dos efectos: El rozamiento de unas rocas con otras provoca temblores y genera calor interno. Y segundo, el rozamiento ocasionado por la rotación hace que el planeta vaya frenando.
Así, los planetas más cercanos al Sol, Mercurio y Venus, giran con mayor lentitud que la Tierra, y ésta gira también cada vez más despacio. Hace 400 millones de años, por ejemplo, el día de la Tierra era más corto, duraba sólo 22 horas, pero el año duraba prácticamente lo mismo, de ahí que se pudiesen contar más de cuatrocientos días al año.

En el caso de los satélites, su primario es el planeta en torno al cual gira, que es mucho más pequeño que el Sol pero también está mucho más cerca, lo cual hace que mientras más pequeños y cercanos al primario, con más rapidez se frenan. Pero también, mientras más rápida sea su rotación y más cerca estén del primario, más calor interno generarán.
Esto provoca que, aun cuando casi todos los satélites tienen un origen similar, cada uno ha tenido una evolución distinta encontrándonos satélites con muy diferentes características.

La Luna, por ejemplo, ha tenido tiempo suficiente para frenar su rotación hace muchos millones de años por lo que siempre presenta la misma cara a la Tierra. También la Tierra seguirá frenando hasta que tarde o temprano acabe por detenerse con relación a la Luna, de tal forma que le presentará siempre la misma cara. Cuando eso ocurra la Luna sólo será visible desde un hemisferio de la Tierra, desde donde se verá siempre en una posición fija del cielo.
Debido al tamaño de la Tierra, ésto aún tardará varios miles de millones de años en ocurrir, pero un sistema binario como Plutón y su satélite Caronte, con masas muy inferiores, y a menos de veinte mil Km de distancia entre sí, ya han tenido tiempo para igualar sus períodos de rotación y traslación, presentándose siempre la misma cara el uno al otro.

Cuando un satélite deja de rotar con respecto a su primario, acaba por enfriarse hasta equilibrar el calor recibido del Sol con el que emita por radiación, pero mientras está rotando se produce en su interior un efecto de "amasamiento" que genera calor y que puede aumentar enormemente el vulcanismo.

Hay otra causa posible de calentamiento que se manifiesta principalmente en Io. Júpiter tiene un campo magnético gigantesco que, tal como el de la Tierra, llega a varios cientos de miles de kilómetros de distancia. Io, con 1.800 Km de radio y a sólo 420.000 Km de Júpiter, realiza toda su órbita dentro de ese campo magnético, y aunque el efecto marea ya hace tiempo que ha detenido su rotación (tal como la Luna a la Tierra, Io siempre da la misma cara a Júpiter) sufre un calentamiento constante debido a que su interior metálico, al cruzar las líneas de fuerza del campo magnético joviano, actúa de la misma forma que una caja de tornillos dentro de un horno de microondas.
El calor generado por el campo magnético joviano ha provocado un intenso vulcanismo que a lo largo de millones de años, ha impedido que la capa externa del satélite llegue a solidificarse permanentemente pues una vez tras otra nuevas y constantes erupciones han "mareado" tanto la estructura interna que todas las sustancias volátiles han acabado por ser expulsadas al espacio quedando Io convertido en el satélite más atípico de los existentes en nuestro sistema.

Conforme aumente la distancia al planeta y/o disminuya el período de rotación, el calor interno de los satélites será menor, pero son tantas las variables que pueden influir en las características de un planeta o satélite que aún no se han llegado a conocer por completo, por lo que la investigación astronómica aún puede depararnos muchas sorpresas.

La formación del Sol

En capítulos precedentes hemos visto cómo los diversos planetesimales del sistema solar llegaron a condensarse para formar los planetas y satélites.
Hace casi cinco mil millones de años el sistema solar tenía casi la misma composición que hoy en día, con dos diferencias fundamentales.
La primera era que el sistema solar aún era básicamente una nebulosa llena de gas y polvo a través de la cual evolucionaban varios planetesimales, planetas y satélites en diversos grados de evolución planetaria.
La segunda era que el Sol aún no había empezado a brillar.

Pero aunque no había sol que iluminase los planetas, aunque la luz de las estrellas no podía atravesar el polvo que formaba el sistema solar, un leve resplandor iluminaba toda la nebulosa.
El movimiento continuo de gases y polvo a lo largo de diez mil millones de kilómetros generaba frecuentes descargas de electricidad estática de naturaleza similar a los rayos que se producen entre las nubes durante una tormenta pero de intensidad muy superior.
Un solo rayo apenas sería visible pero en aquel inmenso volumen se producían cientos de "pequeñas" descargas por segundo. Pequeñas con relación al tamaño de la nebulosa, pero cada rayo podría ser tan grande como todo un planeta, iluminando cada uno un radio de varios millones de kilómetros. Visto desde la distancia sería como si la nebulosa brillase continuamente con una leve tonalidad azulada.

Sin embargo, el gas y el polvo interplanetarios tenían un efecto muy importante sobre el sistema solar. Los planetas avanzaban atravesándolo y eso producía un efecto de frenado. De esa forma los planetesimales más pequeños habían acabado por sucumbir con rapidez siendo absorbidos por los mayores, y el efecto de frenado se seguiría produciendo durante mucho tiempo hasta hacer que los satélites cayeran sobre sus primarios y los planetas sobre la nebulosa central.

Algo lo impidió.

Ya hemos visto cómo un planetesimal podía condensarse para formar un planeta, y si el planetesimal era lo bastante grande podría formar un planeta tan grande como Júpiter.
Pero en el centro de la nebulosa había una nube de gas y polvo que era mil veces más grande que Júpiter.

Durante su evolución, aquella nube pasó por las diversas etapas por las que habían pasado otros planetesimales. Un núcleo de hierro, una capa de silicatos. Tal como en Júpiter la presión interior llegó a ser tan grande que el hidrógeno llegó a licuarse, y al aumentar aún más se convirtió en una enorme esfera de hidrógeno metálico.

Pero la presión siguió aumentando.

Mientras más y más billones de toneladas de hidrógeno seguían siendo atraídas, la presión interior seguía aumentando, y lo único que sujetaba aquella inmensa masa era la fuerza de los electrones alrededor de los átomos.
Llegó un momento en que ni siquiera la fuerza de los electrones fue capaz de vencer tanto peso y los átomos colapsaron.

Al hacerlo, los electrones se derrumbaron sobre el núcleo y éstos se precipitaron los unos contra los otros, chocando, fusionándose y provocando una explosión termonuclear en el centro de la nebulosa solar. Probablemente las primeras explosiones fueron sofocadas en seguida por el peso tan enorme que tenían encima, sin que la luz llegase a asomar a la superficie del Sol, pero poco más tarde se produjeron más explosiones, cada vez con mayor frecuencia, hasta que el fuego termonuclear ya no pudo ser sofocado.

El Sol se encendió, pero sólo en su interior, había miles de kilómetros de distancia hasta su superficie, por eso la explosión nuclear se extendió por todo el interior del Sol pero la presión del gas que tenía encima impedía que alcanzara la superficie, y mientras tanto la suma de la presión gravitatoria desde fuera y la presión explosiva desde dentro del Sol mantuvieron encendida la llama atómica aunque la superficie del Sol siguió siendo una superficie apagada.
Seguramente hicieron falta varios siglos para que la llama atómica alcanzara la superficie haciendo que por primera vez la luz solar iluminase el interior del sistema solar.

Si un hipotético observador hubiese estado en aquel momento contemplando el proceso desde una distancia de un par de días-luz sobre el plano de la elíptica, podría haber sido testigo de lo siguiente.
Al principio sólo habría visto una nube débilmente iluminada desde su interior. De vez en cuando podría ser testigo de pequeños destellos producidos por las descargas de electricidad estática de las nubes de polvo en movimiento. También vería de tarde en tarde la estela dejada por un meteorito al caer en la atmósfera de algún planeta.

Desde el centro de la nube, de repente, llegaría un destello más brillante. Ese destello crecería de intensidad poco a poco hasta que se iluminase toda la superficie del Sol en una explosión enceguecedora. Desde ese momento, y durante las ocho o diez horas siguientes, la luz iría avanzando a través de la nebulosa iluminando las nubes de gas y polvo así como los varios planetas que poblaban por entonces el sistema solar.

Al llegar la explosión atómica hasta la superficie, una gran presión fue liberada y muchas partículas de gas y polvo que componían la atmósfera solar fueron expulsadas más allá de la atracción gravitatoria del Sol. De esa forma parte de la atmósfera solar comenzó a "derramarse" en todas direcciones empujando a las partículas de polvo y gas que encontrase en su camino.

A los pocos días de que el centro de la nebulosa solar se encendiera se vería un nuevo cambio, cuando a través del centro del Sistema pudiera verse una estrella gigantesca, el Sol. Antes sólo se podía apreciar su resplandor pero una vez que el viento solar barrió el espacio interplanetario empujando hacia el exterior los gases más ligeros, fue posible ver directamente el brillo de la superficie del Sol.
A su alrededor apareció un anillo brillante, el frente de empuje del viento solar al ir barriendo la nebulosa. En realidad se trataría de una esfera alejándose en todas las direcciones, pero al estar la mayor parte del polvo repartida en el plano de la elíptica, y visto desde dos días luz sobre dicho plano, la apariencia sería la de un anillo que fuera creciendo a una velocidad de más de veinte millones de kilómetros diarios. Al aumentar el tamaño de ese anillo, a través de su interior se pudieron ver por primera vez las estrellas que hay al otro lado, invisibles hasta entonces por la densidad de la nebulosa.
Y también los planetas. A medida que el frente del viento solar se alejaba iban quedando atrás los planetas interiores, Mercurio, Venus, La Tierra y Marte. El frente siguió creciendo hasta dejar a la vista los planetas gigantes, Júpiter y Saturno, y los exteriores, Urano y Neptuno.

En ese primer barrido el viento solar empujó hacia el exterior casi todas las partículas, átomos y moléculas ligeras que no estuviesen bajo la influencia gravitatoria de algún planeta.
Las partículas algo más pesadas serían barridas más adelante a lo largo de los más de cuatro mil millones de años transcurridos desde entonces, y todas esas partículas han ido a formar una nube a uno o dos años luz de distancia del Sol. Esta nube rodea el sistema solar como una esfera, aunque más densa en el plano del sistema solar, aún empujada muy debilmente por la presión de la luz solar pero sujeta por la presión de las estrellas vecinas. En esa nube también se han formado, por su propia fuerza gravitatoria, cuerpos más o menos masivos, y alguna vez que otra uno de estos cuerpos es desviado de su órbita por otro cuerpo similar y cae hacia el Sol en una órbita sumamente excéntrica. Formados en su mayor parte por los mismos elementos que había en el origen de nuestro sistema, esas bolas de “hielo sucio” atraviesan el firmamento formando lo que desde la antigüedad se han dado en llamar cometas.

Pero la limpieza que el viento solar produjo en el sistema solar tuvo otro efecto aún más importante. Mientras el sistema solar estaba densamente cubierto por una nube, el gas y el polvo que integraban el espacio interplanetario actuaba como un freno, débil pero constante. Los satélites y planetas se frenaban a lo largo de millones de años cayendo los más pequeños sobre sus primarios y provocando frecuentes cataclismos cósmicos.
Fue así como los planetas gigantes se hicieron tan masivos, como varios satélites se estrellaron sobre sus primarios o como algunos satélites y planetas fueron destruidos.
Plutón y Caronte, por ejemplo, es posible que fueran en su día satélites de Neptuno, pero el paso excesivamente cercano a otra luna de éste, Tritón, alteró su órbita. También Fobos y Deimos, satélites de Marte, es más que probable que originalmente fueran asteroides. E incluso los asteroides pueden ser los restos de un cataclismo planetario gigantesco cuando la ingente masa de Júpiter alteró su trayectoria.

Al barrer el viento solar todo el polvo que frenaba las órbitas de los planetas con su rozamiento y con los campos electromagnéticos que generaban, los planetas y planetesimales existentes en ese momento han dejado de ser frenados salvándose de caer hacia el centro del sistema. Al contrario, el efecto gravitatorio que se produce entre los diversos planetas y satélites ha hecho que en algunos casos las distancias orbitales aumenten en lugar de disminuir. Así es el caso de la Luna con respecto a la Tierra. Estando ya en una situación muy cercana a que ambos cuerpos chocasen entre sí, la desaparición del polvo interplanetario frenó esa caída, y desde entonces la distancia de la Tierra a la Luna ha ido aumentando apreciablemente.

El origen de la corteza terrestre

En todo sistema cerrado la tendencia natural de la materia es el desorden. Esto es algo que observamos continuamente, si dejamos un coche abandonado junto a la carretera al cabo de algunos años estará oxidado, los cristales estarán rotos, los asientos carcomidos, los neumáticos destrozados. Si dejamos un libro sobre la mesa al cabo de algunos siglos solo quedará un pequeño montón de polvo. Si lo que dejamos es una manzana, no quedará nada en pocas semanas.
A escala atómica ocurre lo mismo: donde hay moléculas complejas tarde o temprano estas moléculas se desorganizan, se parten en componentes más pequeños, donde había vida, ésta muere, donde había organización ésta desaparece.

Esto es lo que ocurre en los sistemas cerrados. Afortunadamente la Tierra no es un sistema cerrado.

Debido a que no es un sistema cerrado la superficie terrestre ha sido bombardeada durante millones de años por millones de meteoritos que han aumentado su tamaño al mismo tiempo que su caída producía suficiente calor como para que grandes zonas del planeta se fundiesen. Este calor ha ocasionado que los elementos constitutivos del planeta se combinasen entre sí para formar los compuestos y aleaciones, sulfuros y silicatos que conforman las capas internas de nuestro planeta. Y al mismo tiempo los elementos radioactivos que se incorporaron a su masa han contribuído a calentar aún más el interior del planeta, hasta el punto de que la mayor parte, desde el núcleo hasta unos cincuenta kilómetros de distancia bajo nuestros pies, se encuentra fundido en forma de lava.

De una estructura caótica que había al principio, los compuestos que tenían un punto de fusión similar se separaron del resto de la masa terrestre para formar vetas de minerales más o menos homogéneos. Sometida a sucesivos procesos de fusión y enfriamiento, presión y compresión, acreción y convección, cada uno de estos procesos empujaba determinados elementos en ciertas direcciones hasta conseguir que de aquel caos inicial surgiera una cierta estructura.
La estructura que todos estos procesos nos han dejado es la de un planeta dividido en capas. En la capa más interior hay un núcleo con los elementos más pesados, siendo los más abundantes el hierro y el níquel. A continuación un manto de silicatos a temperatura de fusión. Por encima de este manto la atmósfera primigenia.

Conforme iban quedando cada vez menos fragmentos sólidos en la nebulosa solar, disminuyó el bombardeo de meteoritos, de ahí que la capa externa del manto comenzara a enfriarse y solidificarse. Sobre la superficie del manto fundido se formó una costra sólida que era rota continuamente por la caida de los aún frecuentes meteoritos. Tal como hoy en día los océanos se mantienen en movimiento, el manto semilíquido de aquella época también lo hacía y al formarse una costra en su superficie ésta se desplazaba en la dirección en que la empujaran las corrientes del manto.

Con el tiempo la corteza adquirió un grosor de varios kilómetros, pero aún seguía siendo una fina corteza flotando sobre el manto terrestre y arrastrada por las corrientes magmáticas. En ocasiones, fragmentos de esa corteza chocaban entre sí y donde se producían esos choques ocurría como con una tela empapada flotando sobre el agua: los bordes de esas placas se arrugaban formando elevadas cordilleras, o se montaban una placas sobre otras generando extensas mesetas.
En algunas zonas dos placas contiguas podían alejarse dejando al descubierto el manto fundido del interior de la Tierra, y en otras ocasiones dos placas podían deslizarse la una junto a la otra en direcciones contrarias provocando periódicos terremotos.

Todo este continuo movimiento provocaba gigantescas presiones en el interior de la corteza terrestre y a veces se producían erupciones volcánicas que sacaban al exterior materias que quizás llevaban millones de años enterradas.
De esta forma tan caótica se formaron los principales yacimientos mineros, los nódulos de diamantes, las vetas de uranio, las menas de plata y mercurio.
Los gases de la atmósfera primigenia reaccionaban con todos estos elementos para formar numerosos compuestos que se depositaban en la superficie para posteriormente formar parte de una corteza terrestre cada vez más compleja.

Y cuando la temperatura de la superficie terrestre lo permitía, el vapor de agua de la atmósfera se condensaba para formar los primeros lagos, lagos que sólo se daban en lugares elevados, cordilleras, cráteres de volcanes apagados o meteoritos, lugares que estaban sobre una corteza terrestre lo suficientemente gruesa como para mantenerse alejada del calor del manto terrestre, porque en los lugares bajos, donde hoy están los océanos, la corteza terrestre era sumamente delgada y estaba demasiado caliente a causa del calor interior del planeta para que en ella pudiese permanecer el agua en estado líquido.

En esos lagos de montaña, calientes hasta el punto de hervir en ocasiones, inundados de sales minerales, silicatos, sulfuros, fosfatos, acariciados por una ardiente brisa de hidrógeno, amoníaco y metano, se producían numerosas reacciones químicas que dieron los primeros pasos hacia la vida.

La evolución de la Atmósfera

Cuando se encendió el Sol, el Sistema Solar contenía varios cuerpos celestes que tenían una atmósfera primordial compuesta de vapor de agua, metano y amoníaco, con más o menos cantidad de hidrógeno según el tamaño del planeta.

Al quedar el sistema solar cada vez más despejado de polvo, el calor del Sol empezó a afectar a los planetas que giraban a su alrededor. Al calentarse las capas altas de la atmósfera se producía una disociación de las moléculas de vapor de agua, separándose en sus componentes, Oxígeno e Hidrógeno. El Hidrógeno libre era muy ligero, y más al calentarse, por lo que tendía a ascender sobre la atmósfera y a determinada distancia podía escapar del campo gravitatorio siendo arrastrado por el viento solar hacia más allá del sistema solar.

El Oxígeno libre reaccionaba con el amoníaco y el metano para formar Nitrógeno, Dióxido de Carbono y agua, y con este agua volvía a repetirse el ciclo una vez tras otra. El final de este proceso, de repetirse un numero indefinido de veces, era la desaparición de toda el agua y el Hidrógeno quedando entonces una atmósfera inerte, compuesta principalmente de Dióxido de Carbono con algo de Nitrógeno, sin que a partir de entonces se produzcan más cambios. Si el planeta era lo bastante grande podría retener además una cantidad más o menos apreciable de Hidrógeno y Helio.

En Mercurio, demasiado pequeño y excesivamente cerca del Sol, esta reacción se produjo muy rápido acabando en pocos millones de años con toda la atmósfera del planeta. Hoy en día no quedan rastros de atmósfera en la superficie de Mercurio, si bien durante el día, que dura varias semanas, el calor es tan intenso que las rocas de la superficie exhalan Oxígeno, Sodio, Hidrógeno, Helio y Potasio. Durante la noche el Sodio y el Potasio son reabsorbidos por los minerales de la superficie, parte del hidrógeno y el helio escapan de la atracción gravitatoria de Mercurio y así, poco a poco, Mercurio va perdiendo sus componentes gaseosos.

Aunque mucho más lejos, el reducido tamaño de Marte también hizo que desapareciera gran parte de su atmósfera quedando hoy en día apenas leves trazas de una atmósfera muy tenue de Nitrógeno y Dióxido de Carbono.

Venus y la Tierra son lo bastante grandes como para que el Hidrógeno no se pierda con tanta rapidez en el espacio, y en ellos se ha producido otro fenómeno que no se había producido en los planetas más pequeños.

Cuando los rayos UV (ultravioleta) disociaban las moléculas de agua, los átomos de Hidrógeno ascendían sobre la atmósfera para perderse en el espacio, y los de Oxígeno descendían para repetir el ciclo que conduciría a una nueva atmósfera. Pero mientras permanecía como Oxígeno libre, algunas moléculas eran bombardeadas por rayos UV formándose moléculas de Ozono.
El Ozono era más ligero que la atmósfera, por eso formaba una capa sobre ella. Pero más importante, el Ozono NO DEJABA PASAR los rayos UV, es decir que cuando se formaba la capa de Ozono el proceso de disociacion del agua se detenía.

La capa de Ozono se mantenía a una muy elevada altitud, más de veinte kilómetros, y al ser bombardeada por rayos UV muchas moléculas podían adquirir suficiente velocidad como para escapar de la atracción planetaria. Se generó entonces un efecto autoregulador, la pérdida de ozono permitía el paso de rayos UV que generaban más ozono hasta encontrar un punto de equilibrio. De esta forma la disociación del agua se ha visto muy reducida.

Al ser Venus algo más pequeña que la Tierra y al estar situada mucho más cerca del Sol, su capa de Ozono se disolvía con más rapidez que la capa de ozono terrestre, de ahí que a la larga desapareciera todo el oxígeno de su atmósfera convirtiéndose ésta en una muestra más de atmósfera inerte, compuesta de Dióxido de Carbono y Nitrógeno. Al agotarse el oxígeno libre de la atmósfera dejó de producirse ozono y la capa de ozono de Venus acabó por desaparecer.

Mientras tanto, los planetas gigantes se encontraban en la situación opuesta. Por un lado estaban tan lejos del Sol que los rayos UV apenas alcanzaban a disociar una mínima cantidad de moléculas de agua. La temperatura transmitida por el Sol era apenas suficiente para calentar los gases, al contrario, debido a sus propios procesos internos el mismo Júpiter genera más calor que el que recibe del Sol. Y por último, la masa de Júpiter es tan grande y a esa distancia el viento solar tan débil, que ni siquiera el Hidrógeno consigue escapar con facilidad de su campo gravitatorio, por lo que la conversión de Atmósfera Primigenia en Atmósfera Inerte aún está en sus inicios.

Sin embargo el proceso en la Tierra ha seguido un camino diferente. Al principio, tal como en los demás planetas del sistema solar, se produjo una Atmósfera Primigenia de Vapor de Agua, Amoníaco y Metano. También como en los demás planetas comenzó la transformación de esa atmósfera en otra inerte de Dióxido de Carbono y Nitrógeno. Pero hoy en día gozamos de una saludable atmósfera de Nitrógeno, Oxígeno y Vapor de Agua, con algunas trazas de otros gases como Argón o Dióxido de Carbono.
¿Cómo se ha generado esta atmósfera?

La respuesta podremos encontrarla en la siguiente página: El Origen de la Vida.