Un reporte del National Research Council identifica las diez principales preguntas que guiarán la geología y la ciencia planetaria durante este siglo. Donald DePaolo, de la Universidad de California en Berkeley, y cabeza del comité que elaboró el reporte, sostiene:
“Para seguir adelante, debemos mirar al pasado y plantearnos preguntas fundamentales acerca de los orígenes de la Tierra y de la vida, la estructura y dinámicas del planeta, y las conexiones entre vida y clima.” Para eso, es necesario ir desde el nivel subatómico hasta el planetario. He aquí la lista, sin orden ni prioridad.
¿Cómo se formaron la Tierra y los planetas?
Hay acuerdo en que el sistema solar se formó a partir de una nube de polvo y gases, comprimida por su propia gravitación, hasta que la enorme presión en el centro comenzó a fusionar los átomos de hidrógeno y se encendió el Sol. Los restos integraron planetas y satélites.
Es el panorama desde Laplace, a principios del siglo XIX, en tiempos de Napoleón, salvo que entonces no se conocía el mecanismo de la fusión nuclear. Falta saber cómo la Tierra obtuvo su composición química y por qué los planetas son diferentes entre sí.
¿Qué ocurrió en los primeros 500 millones de años de la Tierra?
Al parecer, otro planeta tuvo una colisión con la Tierra, el choque produjo calor suficiente para derretir el interior terrestre y los residuos lanzados al espacio integraron la Luna. Este período, llamado “edad oscura”, es esencial para comprender la evolución del planeta, en particular cómo desarrolló atmósfera y océanos. La información es mínima porque muy escasas rocas de esa época se han preservado.
¿Cómo empezó la vida?
El origen de la vida es una de las preguntas más intrigantes, difíciles y constantes de la ciencia. La única evidencia de dónde, cuándo y en qué forma apareció primero la vida surge de las investigaciones geológicas de rocas y minerales. En busca de respuesta, los científicos están mirando hacia Marte, donde las rocas formadas a partir de sedimentos son más antiguas que las terrestres. Buscan también en otros sistemas estelares con planetas.
¿Cómo funciona el interior de la Tierra y cómo afecta su superficie?
El núcleo terrestre y el manto, que es la mayor parte del interior, están en movimiento de convección constante. Es el tipo de movimiento que vemos al hervir agua: hay corrientes que suben a la superficie, allí se enfrían y bajan, se calientan y vuelven a subir. Las corrientes del núcleo producen el campo magnético de la Tierra. Las corrientes del manto generan nuevo fondo marino, mueven los continentes, levantan las montañas y se abren paso en los volcanes.
Falta una descripción precisa de tales movimientos y un cálculo de cómo fueron en el pasado para poder predecir el futuro de la corteza terráquea.
¿Por qué hay placas tectónicas y continentes?
Los continentes están sobre placas que flotan sobre el manto: el dato está bien establecido. Pero los científicos aún no saben cuándo se formaron los continentes ni cómo evolucionarán en el futuro. El asunto es esencial para entender los cambios de clima.
¿Cómo influyen las propiedades de los materiales?
Las estructuras atómicas de los materiales terrestres son el origen de los macro movimientos, como la tectónica de placas y las corrientes de convección.
Comprender los materiales en microescala es esencial para entender la historia de la Tierra y hacer predicciones razonables acerca de futuros cambios.
¿Qué produce el cambio climático y cuánto puede ser?
La temperatura terrestre ha permanecido en un rango estrecho los últimos 4 000 millones de años. Pero ha sido suficiente para que la vida padezca frío y calor extremos. Estudiar los cambios a través de la historia puede proporcionar mejores modelos para predecir la magnitud y consecuencias del cambio climático.
¿Cómo se modelaron mutuamente la vida y el planeta?
La vida oxigenó la atmósfera y rediseñó la superficie.
Los científicos estudian las vías por las que geología y biología se influyen entre sí. Tratan de entender cómo la geología causó extinciones en masa e influyó en el curso de la evolución.
¿Se pueden predecir terremotos, erupciones volcánicas y sus consecuencias?
Se ha progresado en estimar la probabilidad de terremotos, pero los científicos no consiguen predecir el lugar y tiempo exactos. El estudio de las fallas permitirá descifrar las magnitudes de los terremotos.
Una mejor imagen de los movimientos de magma desde el manto superior hasta la corteza, donde brota como lava, es otra meta.
¿Cómo afectan al medio los fluidos?
El buen manejo de los recursos naturales exige conocer el comportamiento de los fluidos, las corrientes de agua sobre y bajo tierra. Ya se tienen buenos modelos matemáticos, pero aún es difícil determinar cómo se distribuyen en rocas heterogéneas, su velocidad y su efectividad al transportar materiales disueltos. [
Contacto: Jennifer Walsh, news@nas.edu
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