La vida en una Tierra sin luna: una conjetura científica Understand article

Traducido por José L. Cebollada. Temperaturas extremas, paisajes inundados, vientos violentos... ¿Cómo sería nuestro planeta sin la Luna?

Imagen cortesía de Erin
Tranfield / Goloverez /
iStockphoto

La Luna, the Moonder Mond. Cambia de nombre, incluso de género, de un idioma a otro, pero no hay duda de que forma parte de la imagen que tenemos de la Tierra. ¿Podrías imaginarte la Tierra sin una luna? ¿Sin ese objeto brillante que atraviesa el cielo nocturno, preside el horizonte, aparece sobre las cimas de los árboles en las noches frías de invierno? Sin la romántica luz de luna, sin Luna Azul, sin alunizajes. No sólo nos habríamos perdido todo esto sin la Luna, quizás ni siquiera existiríamos.

Vamos a imaginar dos escenarios: (i) que la Tierra nunca hubiera tenido Luna y (ii) que la Luna desapareciera de repente. Pero primero recordemos los efectos de la Luna sobre la Tierra.

Tiempo y mareas: la influencia de la Luna sobre la Tierra

Si la Tierra no siempre ha tenido Luna, ¿de dónde ha salido? La teoría más aceptada dice que un objeto llamado Theia del tamaño de Marte chocó con la Tierra hace unos 4500 millones de años. Un golpe oblicuo a la Tierra que levantó una nube de materia que se compactó para formar la Luna. Este hecho ha condicionado las características de nuestro planeta.

Se cree que la Luna se formó
hace 4500 millones de años
cuando un objeto del tamaño
de Marte impactó a gran
velocidad contra la joven
Tierra. Las rocas fundidas y
los fragmentos de la colisión
junto con el vapor formaron
un anillo de materia
alrededor de nuestro planeta.
Con el tiempo este anillo se
compactó hasta formar la
Luna.

Imagen cortesía de NASA /
JPL-Caltech
 

La Tierra y su flamante satélite ejercían una atracción gravitatoria mutua que frenó la rotación de la Tierra y alargó el día desde las 5 horas hasta las 24 actuales (Touma & Wisdom, 1998). De hecho, la Luna sigue frenando la rotación de la Tierra aunque sólo unas dos milésimas de segundo por siglo (figura 1).

Figura 1: La Tierra (A) gira, y la Luna orbita (B). La atracción gravitatoria causa la deformación de la masa de agua (C): el agua terrestre es atraída hacia la Luna.

1) La rotación de la Tierra es más rápida que la traslación de la Luna y genera una fricción porque la parte terrestre gira bajo la masa de agua terrestre deformada. La fricción entre el agua y la tierra empuja al agua (C) y hace que la deformación de la masa acuosa esté un poco adelantada respecto de la línea Tierra-Luna (D).

2) La fuerza de rozamiento (F) entra la Tierra y el agua actúa como un freno. Se denomina fuerza de marea y ‘tira’ de la Tierra frenando su rotación. Las fuerzas de marea también afectan a la Luna mediante la fuerza (E) que estira de la Luna ‘hacia delante’ aumentando la velocidad de la Luna. Esta fuerza hace que la órbita de la Luna aumente ligeramente y que se aleje lentamente de la Tierra. Haga clic sobre la imagen para ampliarla.
Imagen cortesía de Nicola Graf

La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna también estabiliza la inclinación del eje de rotación de la Tierra. Actualmente es de 23’5º y proporciona a nuestro planeta un clima bastante constante y con estaciones (figura 2). Sin embargo, sin la Luna, el eje de rotación seguiría moviéndose.

Figura 2: La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna también estabiliza la inclinación del eje de rotación de la Tierra y proporciona a nuestro planeta un clima bastante constante y con estaciones. La órbita de la Luna está más próxima a la Tierra que en cualquier otro planeta, así la fuerza gravitatoria es mayor que en el resto de planetas y prácticamente constante. Sin la Luna, la Tierra estaría expuesta al tirón gravitacional de otros planetas del Sistema Solar: cuando Júpiter se acercara a la Tierra estiraría en esa dirección y cuando Marte estuviera próximo, también. La Tierra estaría expuesta a fuerzas sobre su eje que alterarían el eje de rotación. (La imagen no está a escala). Haga clic sobre la imagen para ampliarla.
Imagen cortesía de NASA / JPL

Los océanos constituyen otra peculiaridad de nuestro planeta: más del 70% de la superficie está cubierta por agua salada que oscila con mareas cíclicas cada 12’5 horas. Las fuerzas de las mareas son complejas e incluyen no sólo fuerzas centrífugas sobre la rotación de la Tierra; también hay empujes gravitacionales de la Luna y del Sol (figura 3). Sin embargo, el efecto de la Luna es dos veces mayor que el del Sol, porque no sólo depende de la masa sino también de la distancia.

Figura 3: La Luna y el Sol influyen en las mareas porque ambos ejercen fuerza gravitatoria sobre la Tierra. La atracción de la Luna hace que los océanos se abomben hacia la Luna. En la parte opuesta de los océanos se produce otro abombamiento, puesto que la Tierra también es atraída hacia la Luna (y alejada de la Tierra en la parte opuesta a la Luna). Estas deformaciones producen dos mareas diarias en cualquier lugar debido a la rotación de la Tierra.

Las mareas también están relacionadas con el ciclo lunar. Cuando la Luna y el Sol están alineados (en luna nueva en B y en luna llena en C) se suman sus fuerzas gravitatorias y las mareas son más altas (mareas vivas). Cuando la Luna está en creciente (D) o en menguante (E) las mareas son menores (mareas muertas). Haga clic sobre la imagen para ampliarla.
Imagen cortesía de Nicola Graf

No sabemos a qué distancia estaba la Luna de la Tierra cuando se formó, pero sabemos que estaba a una distancia mayor de 12000 km y menor que la distancia actual (unos 384 400 km). Como consecuencia las mareas serían mucho más intensas que las actuales –se cree que las mareas fueron cruciales para remover el agua de los océanos y para la evolución inicial de la vida hace unos 3800 millones de años (Comins, 1996).

También es interesante señalar que las mareas y la rotación de la Tierra afectan a la Luna. Esta combinación de efectos atrae a la Luna y le hace girar más rápido; al aumentar la velocidad de giro se aleja de la Tierra –aunque no sea mucho, sólo 3’82 cm por año (figura 1).

Las Tortugas marinas
(Chelonioidea) suelen
desovar durante las mareas
vivas, las más altas. Estas
mareas permiten que las
tortugas hembra naden hasta
la parte más alta de la playa,
dejen los huevos fuera del
alcance de las mareas y así
eclosionan mejor.

Imagen cortesía de Kubrak78
/ iStockphoto

Escenario 1 ¿Qué habría pasado si nunca hubiera existido la Luna?

¿Qué habría pasado en la Tierra se hace unos 4500 millones de años Theia hubiese seguido tranquilamente su camino sin golpear a la Tierra y formar una luna? Veamos, es probable que hubiera algún tipo de vida sobre la Tierra, pero no vida humana. Piensa en el largo camino de la evolución, los pequeños cambios, las sutiles adaptaciones que sufren los seres vivos para sobrevivir en su entorno. Cualquier pequeño cambio en la Tierra habría alterado la evolución de manera importante. Yo no habría escrito este artículo y tú no lo estarías leyendo.

Y si la Luna no se hubiese formado, la Tierra sería un lugar muy, muy diferente. Los días durarían entre 8 y 10 horas, sin una luna que los frenara. Esa rápida rotación causaría vientos de 160-200 km/h que barrerían la superficie de la Tierra. La inclinación del eje de rotación no sería fija y produciría importantes cambios de temperatura durante miles de millones de años. Habría mareas, pero mucho más pequeñas y causadas sólo por el Sol.

Podrías preguntar a tus alumnos qué imaginaran que tipo de vida podría haber evolucionado en esa Tierra sin luna que fuera capaz de aguantar temperaturas tan extremas, vientos violentos, pequeñas mareas y días cortos.

Escenario 2: ¿Qué pasaría si de repente desapareciera la Luna?

Las medusas (Cnidaria) y el
zooplancton marino, entre
otros, se mueven
verticalmente en el agua
siguiendo un ciclo diario. Si
la Luna desapareciese, los
días serían más cortos y los
animales tendrían que
adaptarse a un ritmo diario
de menor duración.

Imagen cortesía de Nicolas
Hoizey / Flickr

Supongamos que mañana desaparece la Luna. Nosotros y el resto de los seres vivos tendríamos un problema serio: hemos evolucionado para adaptarnos a unas condiciones determinadas y cambiarían totalmente. Estos cambios sucederían a lo largo de miles o de millones de años, lo que puede sonarnos como algo muy lejano, pero los cambios serían drásticos.

Sin la Luna, la estabilidad del eje de rotación de la tierra se volvería a perder y con ella, nuestras temperaturas regulares. Pensemos en dos ciudades, Roma, en Italia y Estocolmo, en Suecia. La temperatura media de Roma en verano es de 29ºC y en invierno, de 13ºC. En Estocolmo, la temperatura media en los días más calurosos del verano es de 20 °C y de 0º en inviernow1. Si cambia el eje de rotación de la Tierra, las temperaturas de estas dos ciudades cambiarían radicalmente. Imagina que se intercambiaran: la infraestructura (aire acondicionado, quitanieves) estarían en el lugar equivocado. Los italianos, los suecos y el resto de los seres vivos tendrían que adaptarse o se extinguirían.

Muchos animals, como los
renos, se aparean en
momentos concretos del año.
¿Cómo les afectaría la
pérdida de la Luna y de las
estaciones?

Imagen cortesía de Alex
Groundwater / Flickr

Una solución podría ser migrar a otros lugares, pero no estaría al alcance de todos los organismos. Por ejemplo, los arrecifes de coral son ecosistemas complejos y muy sensibles que no podrían adaptarse lo suficientemente rápido a la cambiante temperatura del agua y probablemente morirían (Saxby et al., 2003).

Este cambio de temperaturas haría que la Tierra perdiera las zonas que están más frías, los polos, donde se almacena gran cantidad de hielo. Se derretiría y subiría el nivel de los océanos cambiando las costas de todo el mundo. Países como Holanda quedarían bajo el agua.

La falta de estabilidad del eje de rotación terrestre haría que desaparecieran las estaciones con consecuencias a largo plazo. Piensa en el crecimiento de organismos, el apareamiento, la migración o la hibernación, que ahora suceden en determinados momentos del año. Y estos cambios de temperatura afectarían al crecimiento de las plantas, de manera que cultivar para alimentar a los miles de millones de humanos sería más difícil.

Si perdemos la Luna, y las
estaciones, ¿cómo afectaría a
los árboles de hoja caduca
que nos ofrecen esos
maravillosos colores otoñales
en la tierra de Lagos en el
Reino Unido?

Imagen cortesía de
midlander1231 / Flickr

¿Esto es solo una locura?

En un artículo científico no esperamos pura especulación. Ahora bien, animar a los alumnos a imaginar un mundo sin Luna es un divertido ejercicio para ilustrar de qué manera la Luna hace que la Tierra sea el maravilloso planeta que conocemos. Este ejercicio no sólo introduce la física compleja en un contexto sencillo, también da a los estudiantes la oportunidad para reflexionar sobre la evolución y la influencia que tiene el entorno en nuestra vida.

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Resources

Author(s)

Erin Tranfield leyó su tesis doctoral en mayo de 2007 en el Department of Pathology and Laboratory Medicine en la Universidad de British Columbia, en Vancouver, Canada. Después pasó dos años en el Ames Research Center de la NASA en Moffett Field, California, USA, investigando los efectros del polvo lunar en humanos. Ahora Erin trabaja en el European Molecular Biology Laboratory, EMBL, en Heidelberg, Alemania, investigando sobre la reconstrucción tridimensional del huso meiótico mediante tomografía de electrones de alta resolución.

Actualmente Erin es profesora en la International Space Universityw2 y miembro del grupo de estudio sobre la toxicidad del polvo lunar de la Agencia Europea del Espacio, ESA.


Review

La Luna siempre ha estado presente en nuestras vidas y la mayoría no nos damos cuenta de su importancia. Antes de leer el artículo, los estudiantes pueden pensar sobre la influencia de la Luna en la Tierra. La discusión se podría organizar en pequeños grupos para que todos tengan oportunidad de expresar sus opiniones.

También puede usarse el artículo como introducción a la Teoría de la Evolución porque se habla del papel de la Luna en el origen y evolución de la vida. Los alumnos pueden discutir sobre el efecto de los humanos en el medio ambiente.

Por ultimo, el artículo ofrece un contexto adecuado para estudiar conceptos como el de campo gravitatorio y puede contribuir a aumentar el interés de los alumnos en el tema.

El artículo también puede usarse como ejercicio de comprensión con preguntas como:

  • ¿Cuál es el origen de la Luna?
  • ¿En qué afecta la Luna a la Tierra?
  • ¿Cuál fue el papel de la Luna en el origen y evolución de la vida?
  • ¿Qué hubiera pasado si la Luna se hubiera ‘evaporado’ de repente?

Mireia Guell Serra, España




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