La Tierra es aproximadamente 29% tierra y 71% océanos. ¿Qué importancia tiene esa mezcla para la habitabilidad? ¿Qué nos dice sobre la habitabilidad de los exoplanetas?
Hay muy pocos lugares en la Tierra donde la vida no tenga un punto de apoyo. Múltiples factores contribuyen a la habitabilidad general de nuestro planeta: abundante agua líquida, tectónica de placas, composición masiva, proximidad al Sol, la magnetosfera, etc.
¿Qué papel juega la proporción de océanos a tierra? Nuestra comprensión de la habitabilidad es bastante cruda en este punto, aunque se basa en evidencia. Confiamos en la zona habitable alrededor de las estrellas para localizar exoplanetas potencialmente habitables. Es un factor que es fácil de determinar desde una gran distancia y se basa en el potencial de agua líquida en los planetas.
Todavía estamos dibujando una imagen más grande y detallada de la habitabilidad, y sabemos que cosas como la tectónica de placas, la composición a granel, una magnetosfera, la composición y la presión atmosférica, y otros factores juegan un papel en la habitabilidad. Pero, ¿qué pasa con la proporción de océanos a tierra de un planeta? Un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Astrobiology, examina esa proporción en detalle.
La tectónica de placas y los factores relacionados están en la raíz del problema. La tectónica de placas es el movimiento de las placas continentales en la superficie de la Tierra a medida que avanzan sobre el manto. La tectónica de placas sigue siendo un área activa de investigación, e incluso con todo lo que hemos aprendido, todavía hay mucho que los científicos no saben.
Uno de los factores críticos en la tectónica de placas es el principio de la “cinta transportadora”. Dice que a medida que las placas se subducen hacia el manto en los límites de las placas convergentes, se crea una nueva corteza oceánica en los límites divergentes, lo que se denomina expansión del fondo marino. El resultado es que la relación tierra-océano de la Tierra se mantiene constante.
Si esa proporción se mantiene constante, otros factores también se mantienen constantes. Y si estos factores fomentan la biosfera, eso es bueno para la habitabilidad. Una de esas cosas son los nutrientes.
La tierra expuesta está sujeta a la intemperie, que mueve los nutrientes por todo el mundo. Las plataformas continentales de la Tierra son áreas biológicamente ricas. Entonces, los continentes y sus plataformas contienen la mayor parte de la biomasa de la Tierra, mientras que hay mucha menos en las profundidades del océano.
El calor es otro factor en la tectónica de placas y la habitabilidad. Los continentes actúan como una manta sobre el manto, ayudando a la Tierra a retener el calor. Pero ese efecto general se ve moderado por el agotamiento de los elementos radiactivos en el manto. La descomposición radiactiva de elementos como el uranio en el manto crea calor que queda atrapado por el efecto de manta de los continentes. Al mismo tiempo, la renovación de la corteza a través de la tectónica trae más de estos elementos a la corteza, donde su calor se disipa de manera más eficiente.
El ciclo del carbono de la Tierra también es fundamental para sustentar la vida. Ese ciclo se ve afectado por la tectónica de placas y también por la relación tierra-océano. La meteorización de los continentes elimina el carbono de la atmósfera más o menos en equilibrio con el carbono emitido por el manto de los volcanes.
Luego está el contenido de agua en el manto. Más agua en el manto reduce la viscosidad del manto, definida como resistencia al flujo. El contenido de agua del manto es parte de un ciclo de retroalimentación con la temperatura del manto. A medida que entra más agua en el manto, fluye más fácilmente. Eso aumenta la convección, que libera más calor del manto.
Como explica el documento, todos estos factores están relacionados, generalmente en circuitos de retroalimentación. Es una gran combinación de factores para crear una habitabilidad robusta. Si la proporción de tierra a agua de la Tierra estuviera sesgada hacia más tierra, entonces el clima sería mucho más seco, y grandes porciones de los continentes podrían ser desiertos fríos y secos, y la biosfera podría no ser lo suficientemente grande como para producir una atmósfera rica en oxígeno.
Por el contrario, si había mucha más agua, puede haber una falta de nutrientes por la meteorización continental. Esa falta de nutrientes también prohíbe una biosfera lo suficientemente grande como para producir la atmósfera rica en oxígeno necesaria para la vida compleja y una biosfera más rica.
Hay una extraordinaria cantidad de detalles en la tectónica de la Tierra y es imposible modelar todo. Sobre todo porque los científicos no han llegado a un consenso sobre muchos de los detalles. Gran parte de ella está oculta a los investigadores. Todavía no tienen suficiente evidencia para sacar conclusiones sólidas.
Este estudio se basó en modelos científicos para comprender cómo los planetas tienen diferentes proporciones tierra-océano. Höning y Spohn modelaron los tres procesos principales que crean la relación tierra-océano: crecimiento de la corteza continental, intercambio de agua entre los depósitos sobre y sobre la superficie (océanos, atmósfera) y en el manto, y enfriamiento por convección del manto.
