El Origen del Universo.

EL ORIGEN DEL UNIVERSO




Cuando el hombre primitivo contempló el espacio vacío del cielo, sus ojos descubrieron miles de estrellas, en un universo sereno y limitado. Ahora, lejos de esta débil e incipiente visión, la ciencia ha descubierto un universo de inimaginable dimensión e inconcebible violencia. Millones de millones de estrellas, semejantes a nuestro sol se queman con la energía de hornos termo nucleares. Muchas mueren en explosiones y esos desechos que se encuentran en el espacio con gases y polvo dan origen a nuevas estrellas y planetas. Y desde la lejana inmensidad más allá de los conglomerados estelares llegan a nosotros hoy en día en forma de murmullos de microondas los mis cataclísmicos eventos que se están produciendo.

Al principio, quizás hace unos quince mil millones de años, toda la masa y la energía fue comprimida cerca de una densidad infinita y calentada a trillones y trillones de grados. Una explosión cósmica desgarró esta masa informe, creando rápidamente una hola de fuego en expansión, la cual se ha venido enfriando lentamente desde entonces.

En un principio el universo fue un impenetrable conjunto de partículas y gas. Durante el primer millón de años, las temperaturas desprendidas fueron muy altas. Los núcleos capturaban electrones produciendo átomos de gases de hidrógeno y helio. El universo quedó definido, claro y resplandeciente donde las regiones gaseosas más densas se atraían unas a otras debidas a su propia gravedad, resolviéndose en estrellas que reunidas en conglomerados formaron las galaxias

hoy en día el universo continúa expandiéndose, y las primitivas radiaciones enfriadas por la expansión pueden ser detectadas por los radio-telescopios y por los ecos remanentes de estas grandes explosiones. El radiotelescopio soviético enviado en la nave espacial Prognoz-9, en julio de 1983, transmitió una radio-imagen del universo cuando tenía un millón de años. Los resultados del estudio de las radiaciones que han quedado de esas épocas remotas aparentemente apoyan la hipótesis de la gran explosión y de un universo en expansión.

Además de ésta hipótesis, otros científicos creen que el universo existió siempre y se expandió y contrajo en forma cíclica. O como muchos otros astrónomos creen, una expansión continua o abierta, con las galaxias esparcidas irrecuperablemente y un proceso incesante de enfriamiento de las estrellas.

Pero, ¿qué hubo antes de la primera gran explosión y cómo terminará todo? desde aquí a miles de millones de años, ¿vencerá la gravedad a la expansión y atraerá nuevamente toda la materia dentro de su estado primigenio en un gran cataclismo? Y si el universo está cerrado, ¿podría seguir otra gran explosión con otra subsiguiente expansión? Estas preguntas son del dominio de los filósofos y astrónomos.



Algunos malos entendidos sobre el Big Bang

PRIMERO: No fue un pedazo de materia infinitamente densa que explotó hacía un espacio infinito.

La materia no existía aún, lo que existía era pura energía.

Materia y energía están íntimamente ligadas, ambas son directamente proporcionales, según : E = m.c2; de allí que de la energía inicial se formó toda la materia del Universo.



SEGUNDO: No explotó en el espacio.

“El Universo se expandió desde un tamaño infinitesimalmente pequeño”

“Fue el espacio en sí el que estaba explotando y haciéndose más grande…”



Las Fuerzas ó Energía que formó el Universo de la nada fue la Gravedad Cuantica.



Al expandirse la Gravedad Cuántica empezó a enfriarse y cambió de fase.

Dividió a la Energía en 2 fuerzas: Gravedad y Fuerza de Unión, lo que ocurrió a los 10-43 segundos después de haber ocurrido la gran explosión.



A los 10-35 segundos: surge LA MATERIA (en forma de quarks).

Ocurre otra división más de la Energía surgiendo las 4 Fuerzas de la Física Moderna: Gravedad, Electromagnetismo, La Fuerza Nuclear mayor (que mantiene a los átomos unidos) y La Fuerza Nuclear menor ó débil (que provoca la desintegración de los elementos radioactivos).

En este momento ( 10-35 segundos), el tamaño del Universo era de 2 millas (3.2 Km), con una Temperatura de un trillón de grados centígrados.

1 segundo después el Universo media 200 mil millas (320,000 Km), con una temperatura de 100 millones de grados centígrados

1 minuto después: ya media un tercio distancia del sol al 1er planeta (Mercurio), es decir: 19 millones de Km.

100 mil años después aparecen los átomos:en forma de átomos de Hidrógeno en un porcentaje de 90% y Helio en un porcentaje de 10%, alcanzando en este momento el Universo el tamaño de nuestra galaxia (100 mil años luz) y una temperatura de 3,000 grados centígrados. Hasta antes de la formación de los átomos todo este proceso se había llevado en la oscuridad, pues no existía la luz, la que se origina al formarse la Energía lumínica: constituido por Fotones (Fase de Luz), llenando en ese momento todo el Universo. Posteriormente, esta luz se fue apagando para dar lugar a la Fase de oscuridad: que caracteriza a nuestro Universo actualmente,



Es así como el reinado de la energía dio lugar al de la materia - que en un inicio se encontraba formada por Hidrógeno y Helio- la que se es moldeada por la gravedad y el electromagnetismo, las que fueron condensando las masas de gas hasta para dar lugar a las estrellas y las galaxias que actualmente conforman nuestro Universo.



LAS GALAXIAS



Las galaxias son grandes agrupaciones de estrellas y masas de polvo cósmico que las envuelven. El sol, centro de nuestro sistema planetario, es solamente uno de los cien mil millones de estrellas que de acuerdo a cálculos hechos, forman nuestra galaxia llamada Vía Láctea o Camino de Santiago.

La Vía Láctea, es como un gigantesco disco de poco espesor respecto a su diámetro, con una condensación en su centro del que salen brazos en espiral que están formados por millones de estrellas que se mueven desde el núcleo hacia afuera. Además toda la espiral gira en torno al núcleo. El sol da una vuelta completa en torno de su galaxia en unos doscientos millones de años.

Rodeando la galaxia se encuentran muchos “enjambres” de estrellas formados por cientos de miles de astros conocidos como cúmulos globulares. Más allá de ellas, se encuentran miles de millones de otras galaxias de diversas formas, estructuras y tamaños, siendo una de las más cercanas a la nuestra, la Gran Espiral de Andrómeda que está a dos millones de años luz aproximadamente.

Dentro de la diversidad de formas de galaxias las más conocidas son: a) la “espiral barrada”, la barra contiene al núcleo y se curva hacia afuera indicando claramente la rotación; b) la “galaxia elíptica”, no tiene estructura espiral y carece de brazos; y c) la “galaxia espiral” con un núcleo central y sus brazos espirales formados por corrientes de estrellas. Su estructura formada por estrellas, polvo cósmico y gas está en rotación, de tal modo que los brazos tienden a desprenderse.



LA TIERRA Y EL SISTEMA SOLAR



La Tierra, por lo que hoy se sabe, es tan sólo uno de los planetas de una estrella entre los 100 000 millones de estrellas de una galaxia, entre miles de millones de galaxias. En el espacio estelar y galáctico, las distancias, aunque numéricamente expresables, caen fuera del ámbito de la ima¬ginación. El Sol, la estrella de la Tierra, está aquí mismo y, sin embargo, el mensajero más veloz, que es un rayo de luz (300 000 km/seg), tarda más de 16 minutos y medio en ir y volver. El otro Sol más cercano, la estrella -Centauro, está a 4 años, 3 meses, 14 días y 10 horas luz; es decir, un emisario terrestre a la velocidad de la luz tardaría más de 8 años y medio en regresar a la Tierra. Andrómeda, la galaxia más cercana (si se exceptúa las pequeñas Nubes de Magallanes), está a 2 millones de años luz. Si los primeros homínidos, que habitaban en Kenia hace 4 millones de años, hubieran enviado un mensaje a una estrella de Andrómeda y hubiesen encontrado respuesta, sólo ahora podría llegar la contestación a su llamada. Sin embargo, la luz es el ente físico más veloz. La sonda Voyager II, lanzada al espacio el 2 de agosto de 1977, llegó a Neptuno sólo 12 años después, el 24 de agosto de 1989, mientras que un rayo de luz tarda unas 4 horas en ha¬cer el mismo trayecto. Situados en un rincón de una galaxia, con un diámetro de 100 000 años luz, los seres humanos tendríamos menos probabilidad de salir de la órbita de nuestra estrella y contactar físicamente con extraterrestres, supuesta su existencia, que la que tiene un caracol, que camina de buena mañana por nuestro jardín, de llegar al atardecer a la cima del Himalaya.



LOS SIETE PLANETAS



Las grandes unidades del Cosmos son las estrellas (con o sin planetas), las nubes inte-restelares, las galaxias y las grandes agru¬paciones de galaxias. Hasta bien entrado el siglo XVI, se creía que la Tierra era el centro del Cosmos. El denominado mundo tolemaico (recopilado y estructurado por Tolomeo en el 140 d.C.) proporcionaba una explicación más o menos ingeniosa de los fenómenos cósmicos, y las discrepancias de alguno más atrevido le costaron serios disgustos con la autoridad, como a menudo suele suceder. En la bóveda celeste se situaban unos luceros fijos y otros móviles, que los griegos denominaban planetas (vagabundos o andariegos): Sol, Luna, Marte, Mercurio, Júpiter, Venus y Saturno. El número de días de la semana, así como sus nombres en gran parte de los idiomas europeos, procede del de estos luceros errantes: día del Sol (Sunday, denominado como domingo, en español), día de la Luna (lunes), día de Marte (martes), día de Mercurio (miércoles), día de Júpiter (jueves), día de Venus (viernes) y día de Saturno (Saturday, denominado como sá¬bado en español).



EL SISTEMA SOLAR

Las primeras observaciones telescópicas y, sobre todo, el gran desarrollo de las matemáticas a partir del Renacimiento, con Galileo Galilei, René Descartes, Johannes Kepler, Tycho Brahe e Isaac Newton, permitieron establecer las leyes fundamentales de la dinámica solar: el Sol en el centro, con los planetas describiendo órbitas casi circulares y coplanarias, a su alrededor. Fueron las leyes de la mecánica las que llevaron a predecir primero y a descubrir físicamente después los restantes planetas: Urano (1781), Neptuno (1846) y Plutón (1930).

La segunda mitad del siglo XX marca una nueva etapa en los conocimientos del Sistema Solar. El primer satélite, Sputnik, lanzado por la Unión Soviética en 1957, inició medio siglo de observaciones directas de los planetas, que sirvieron para disipar muchos mitos sobre el Sol y sobre la realidad física de sus planetas. El Sistema Solar tiene un diámetro de unas 50 u.a. (unidad astronómica: distancia media de la Tierra al Sol, 149’597,870 km). Puede decirse que, al igual que los demás «sistemas solares» o estrellas, constituye una pequeña isla perdida en el espacio cósmico. La estrella más cercana, -Centauro, se sitúa a 250 000 u.a. Es como si la isla de Madeira, por ejemplo, con poco más de 50 Km. de largo, se hallara en un inmenso océano cuya isla más cercana es¬tuviera a 250,000 Km. de distancia.

El Sol, con una masa de 1,9 x 1033 contiene el 99,87 por ciento de la masa total del sistema. Júpiter, cuya masa es 318 veces la de la Tierra, es el llamado planeta gigante. Aparte de los nueve planetas, se conocen en la actualidad más de cuarenta subplanetas, es decir, satélites de planetas. Los nueve pla¬netas forman dos grupos que están bien di-ferenciados: el de los planetas internos y el de los externos.



PLANETAS INTERNOS



Los cuatro planetas más cercanos al Sol —Mercurio, Venus, Tierra y Marte— tienen una composición rica en silicatos, de hierro y magnesio sobre todo, minerales que se hallan en las rocas de la Tierra. Por eso también se denominan planetas rocosos o telúricos. Comparados con los planetas externos, son pequeños pero mucho más densos que aqué¬llos. Mercurio, Venus y la Tierra tienen una densidad de 5,5 g/cm3, y Marte, como la Luna, 3,9. Por ello, pueden considerarse pla¬netas sólidos, en oposición a los externos, cuyos componentes predominantes son ga¬ses. Todos ellos desarrollaron una atmósfe¬ra derivada de la actividad magmática de fu¬sión y desgasificación de los componentes silicatados. Mercurio tiene una masa dema¬siado pequeña (una décima parte de la ma¬sa de la Tierra), insuficiente para retener la capa gaseosa y, por tanto, es hoy un plane¬ta que no tiene atmósfera. Lo mismo ocurre con la Luna.

El interior de los planetas internos es ac¬tualmente objeto de estudio. En líneas ge-nerales se puede afirmar que, al igual que la Tierra, su estructura está diferenciada en un núcleo metálico, un manto de silicatos fe¬rromagnésicos y una corteza de silicatos más ligeros. Pero, a diferencia de la Tierra, su cor¬teza tiene un gran espesor, lo cual impide la existencia de procesos tectónicos actuales; es decir, son planetas «muertos». La corteza de Marte, por ejemplo, puede tener un es¬pesor de unos 200 km, o sea, casi diez ve¬ces el espesor medio de la corteza terrestre.



PLANETAS EXTERNOS



Los planetas de la parte externa del Sistema Solar son Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. Si se exceptúa Plutón, la masa y el diá¬metro de estos planetas son mucho mayores que los de la Tierra y demás planetas telúri¬cos. Urano, un planeta pequeño, tiene una masa catorce veces y media mayor que la de la Tierra y su radio ecuatorial es más de cua¬tro veces superior al de ésta. Los componen¬tes esenciales de estos planetas no son los si¬licatos sino elementos ligeros (gases, en las condiciones de presión de la Tierra) como H, He, metano y otros hidrocarburos y amonía¬co. La densidad, a pesar de las grandes pre¬siones a que están sometidos, es lógicamen¬te baja, del orden de 1 g/cm3, que coincide con la densidad del agua a 4º C en la Tierra. En Urano y Neptuno predominan el amoní¬aco, el metano y el agua (como hielo), mien¬tras que Júpiter y Saturno están formados ca¬si exclusivamente por hidrógeno y helio.



ORBITAS DE LOS PLANETAS



Los planetas, así como los cometas y aste¬roides, tienen todos un movimiento de traslación alrededor del Sol y un movimiento de rotación sobre sí mismos. Los satélites tienen también doble movimiento, pero, en vez de girar alrededor del Sol, lo hacen alrededor del planeta correspondiente. Las leyes bá¬sicas de estos movimientos son simples, y fue¬ron enunciadas por Kepler a comienzos del siglo XVII:

• La órbita de los planetas es una elipse, con el Sol situado en uno de los focos.

• El radio vector Sol-planeta de cualquie¬ra de los planetas describe áreas proporcio-nales al tiempo.

• La relación entre el período de revolu¬ción orbital alrededor del Sol (P) y el semie¬je mayor (A) de la órbita (elipse) es siempre constante P2/A3 — constante.

De estas leyes se deduce que los planetas se desplazan tanto más lentamente cuanto más lejos están del Sol (velocidad orbital). Así, Mercurio, a cerca de 58 millones de Km. del Sol, tiene una velocidad de 47,89 Km/s; la Tierra, a 150 millones de Km., se desplaza a casi 30 Km/s; y Neptuno, a cerca de 4 500 millones de Km., tiene una velocidad orbital de 5,43 Km/s.

Se denomina plano de la eclíptica al que corresponde a la órbita terrestre. Se verifica que todos los planetas giran aproximada¬mente en el mismo plano, es decir, la órbita de los planetas y la eclíptica forman ángu¬los pequeños. Sólo Mercurio, el planeta que se halla más cerca del Sol y Plutón, el plane¬ta más alejado, se apartan un poco de la re¬gla general. La órbita de Mercurio forma un ángulo de 7º con la eclíptica, y la de Plutón, un ángulo de 17º. Además, las órbitas son todas muy poco excéntricas (casi circulares). También en este caso Plutón es una excep¬ción: su órbita es tan excéntrica que corta la

de Neptuno, si bien no existe ninguna po¬sibilidad de que colisionen.

La revolución planetaria (giro alrededor del Sol) de todos los planetas se produce en el mismo sentido. La rotación (giro sobre sí mis¬mos) también tiene lugar en el mismo senti¬do que la revolución, excepto en el caso de Venus y Urano; pero estos planetas, en vez de presentar como los demás un ecuador prác¬ticamente paralelo al plano de órbita, tienen una inclinación del orden de 180 y 97º res¬pectivamente. La órbita de la Tierra tiene, en la actualidad, una inclinación de 23,45º. Esta inclinación varía entre 21,8 y 24,4º, en un pe¬ríodo de cerca de 41 000 años. Precisamente, esta inclinación es la responsable de la suce¬sión de las estaciones. La rotación es, por lo general, muy rápida y su duración es inferior a las casi 25 horas de Marte. Los más rápidos, Júpiter y Saturno, lo hacen en torno a las 10 horas. Por el contrario, los dos más cercanos al Sol tienen unos días extraordinariamente largos: la rotación (día) de Venus dura 243 días terrestres, y casi 59 la de Mercurio.



FORMACIÓN DEL SOL Y SUS PLANETAS



Hasta aquí se han expuesto hechos obser¬vables. Pero la curiosidad del hombre le lle¬va a plantearse interrogantes sobre el pasa¬do y sobre el futuro. ¿Cómo se formó el Sol, sus nueve planetas, los satélites de éstos y los asteroides? En la constelación de Sa-gitario, a 4,500 años luz o a casi 289 millo¬nes de veces la distancia de la Tierra al Sol, hay una nube de polvo e hidrógeno con un diámetro de unos 30 años luz. Tiene partes brillantes que emiten una radiación corres¬pondiente a las estrellas azules, un núcleo central con un cúmulo de estrellas jóvenes (de unos 200 millones de años), zonas de pol¬vo y ciertas manchas circulares que podrían ser nubes de gas y polvo a punto de colap¬sarse sobre sí mismas, originando nuevas es¬trellas, con sus sistemas de planetas, peque¬ños fragmentos de rocas (asteroides) y de polvo, gas y hielo (cometas).

¿Se están originando en esa nebulosa nue¬vos soles y nuevos planetas? ¿Fue así como se originaron el Sol y la Tierra? Nadie puede afirmarlo con certeza, pero éste es un mo¬delo verosímil de la formación del Sistema Solar. El polvo y el gas, provenientes a su vez de la explosión de una estrella, se concen¬traron en un gran disco giratorio. En su cen¬tro se concentró la mayor parte de la ma¬teria (99,87 %), 1,9 x 1033 g (por encima del límite crítico, 1033 g) capaz de provocar un colapso gravitatorio y desencadenar la fusión de los núcleos de hidrógeno y todos los procesos termonucleares subsiguientes. Esta gigantesca central termonuclear proporcio¬na la energía para el origen, evolución y ocu¬pación de la superficie terrestre por los se¬res vivos y, entre ellos y desde hace muy poco tiempo (menos de dos millones de años), el ser humano, este animal bípedo que se in¬terroga sobre el origen del Sistema Solar.

En las zonas periféricas del disco giratorio, las partículas de polvo colisionaron formando fragmentos rocosos y concentraciones de gases. Estos fragmentos vuelven a colisionar entre sí. Unos se pulverizan nuevamente, mientras que otros aumentan de volumen al agregar nuevos fragmentos. A medida que crecen, su masa atrae nuevas partículas. Fueron cientos de millones de años. El Cosmos nunca tiene prisa. El Sol en el cen¬tro y, en órbitas casi circulares, se sitúan es¬tos agregados, gigantescos en sí mismos, pe¬ro simples partículas de polvo comparados con el Sol: si se reduce el Sol a una esfera con un volumen de 1,5 km3, la Tierra sería como un granito de arena de 1 mm3.

Entre Marte y Júpiter queda un hueco don¬de no se concretó la agregación de un pla-neta. En ese hueco se situó un cinturón de asteroides. El diámetro de muchos de ellos alcanza centenares de kilómetros, llegan¬do el de Ceres a los 1,025 Km. Desde el pun¬to de vista mineralógico, estos asteroides tie¬nen un gran parecido con los planetas telúricos. Los denominados C (condritos) se componen de silicatos hidratados y carbo-no; los del tipo S (siderolitos) contienen si¬licatos ferromagnésicos (olivino, piroxenos) y una fase metálica (Fe, Ni); los del tipo M (sideritos) son totalmente metálicos. Otros, los planetas frustrados, fueron atrapados por el campo gravitatorio de los verdaderos planetas y constituyen las muchas decenas de satélites (lunas) que se conocen. En otros casos, los agregados de partículas no tuvieron entidad suficiente para formar un satélite ni para independizarse como asteroides. Atrapados en la órbita de planetas gigantes, Júpiter y Saturno, forman los discos ecuatoriales de fragmentos de ro¬ca que tanto impresionaron a Galileo, quien los observó por primera vez en el año 1610.

Finalmente, existen esos objetos celestes que los griegos denominaron astros «de lar¬ga cabellera», los cometas. Son masas de hie¬lo y polvo de partículas del tamaño de las ar¬cillas, raramente mayores. Lejos del Sol, en el afelio, constituyen una masa fría y des¬nuda de varios kilómetros de diámetro; pe¬ro, cuando su órbita los acerca al Sol (pe-rihelio), parte del hielo se evapora y forma, con las partículas sólidas en suspensión, es¬pectaculares colas de millones de kilómetros.



LOS METEORITOS



Una vez formados los planetas, y no sólo du¬rante los primeros centenares de millones de años, continuaron impactando en ellos frag¬mentos rocosos (asteroides) y de hielo y pol¬vo (cometas). El mismo año en que Galileo descubrió los anillos planetarios, publicó una serie de dibujos de montañas y cráteres ob¬servados en la Luna. Doscientos años más tar¬de, Franz von Paula (1826) propuso la hipó¬tesis de que los cráteres lunares fueron producidos por impactos de meteoritos. A partir de la década de 1960 se detectaron crá¬teres parecidos en Marte (donde, por no exis¬tir atmósfera, son muy numerosos), Venus, Mercurio, etcétera. En Júpiter, planeta gase¬oso, los impactos no dejan huella, pero sus satélites están acribillados de cráteres. En la Tierra, planeta con una dinámica interna (tec¬tónica de placas) y externa (capas fluidas), los meteoritos se desintegran al entrar en la at¬mósfera o bien las huellas de sus impactos desaparecen por la erosión.

No queda ningún registro de la primera etapa de formación del Sistema Solar, pero se dispone de la evidencia de impactos más recientes, como el de Arizona, con unos 200 m de profundidad y unos 1 200 m de an¬chura, que tuvo lugar, aproximadamente, hace unos 25 000 años. Se calcula que aún en la actualidad entran diariamente en la at-mósfera terrestre muchas decenas de millo¬nes de meteoritos. Casi todos, más del 99,9 por ciento, se pulverizan al impactar con la atmósfera y caen en forma de polvo. Las lla¬madas «estrellas fugaces» no son más que manifestaciones visuales de estos impactos.

Geobiología, una disciplina científica holística. Traducción

Palaeogeography, Palaeocliatology, Palaeoecology 219 (2005) 1– 3




GEOBIOLOGÍA-UNA DISCIPLINA CIENTÍFICA HOLÍSTICA


En menos de una década ha sido definida una nueva disciplina científica “ La Geobiología”.


Se han publicado estudios geobiológicos, han sido establecidas instituciones de investigaciones geobiológicas y se han fundado revistas que se dedican exclusivamente a investigaciones relacionadas con ésta nueva y pulsante rama.


¿Qué es la Geobiología y qué la hace tan fascinante?


La Geobiología entiende a la Tierra como un sistema y a la vida como parte de éste. La vida influye en el desarrollo de la Tierra tanto espacialmente como en el tiempo y los medios ambientes cambiantes de la Tierra moldean la vida


Aunque la Geobiología es una ciencia nueva y todavía en desarrollo, sus objetivos han sido el centro de investigación de los primeros geólogos. James Hutton discutió en 1788 la interacción de los organismos con los procesos geológicos y como la vida afectó la historia de la Tierra (Knoll, 2003) Y generaciones posteriores de geólogos le dieron la razón. Actualmente la Geobiología experimenta una enorme expansión y popularidad. Por qué?


Uno de los motivos es que se basa en el desarrollo de la ciencia por sí misma. Durante los pasados siglos, el incremento del conocimiento de las leyes de la naturaleza, su desarrollo y las diversas aplicaciones condujeron a la definición de más y más ramas científicas. Esta diversificación se basó en el progreso de la tecnología.


Hoy en día entendemos a la Tierra como un sistema holístico y tenemos deficiencias por la compleja trama de la naturaleza. En respuesta a ésta nueva interpretación y equipados con nuestras altamente desarrolladas habilidades tecnológicas, demandamos un enfoque científico más apropiado: un sistema Tierra complejo pero holístico puede ser entendido únicamente mediante un concepto holístico de investigación interdisciplinaria. La herramienta de elección no es la diversificación, sino la fusión de las disciplinas de ciencias de la vida y la Geobiología es un ejemplo de ésta nueva tendencia.


La Geobiología no solamente refleja un nuevo desarrollo de las ciencias, sino que además responde a los nuevos cambios y demandas impuestas por el mundo y la sociedad de hoy. Los tres dominios de la de la investigación geobiológica son I) entender problemas medioambientales de escala global y predecir daños imprevistos en el futuro; II) reconstruir la historia de nuestro planeta analizando las causas y consecuencias de las interacciones vida-medioabiente durante la evolución conjunta de la vida y la tierra; y III) explorar mundos extraterrestres estudiando medios ambientes análogos en la Tierra.


Pero cual es el enfoque que dan los geobiólogos a esta gran variedad de tópicos de investigación? ¿Cómo luce el concepto de una disciplina científica holística?


En orden de entender las complejas interacciones de la vida en el sistema Tierra, los geobiólogos deben determinar de manera conjunta los procesos biológicos y geológicos a través de diferentes escalas espaciales y temporales.


Esto significa que se investigan tanto macro como micro-cambios en el presente (la Tierra de hoy y su biota), pero también en el registro fósil.


El registro fósil es proporcionado por rocas muy antiguas, las cuales constituyen un archivo de la vida pasada en ambientes antiguos y desconocidos. En respuesta a estos distintos enfoques, los estudios geobiológicos constituyen un doble concepto específico, que refleja la naturaleza de las disciplinas progenitoras: la biología y la geología (Noffke, 2002). ¿cómo es vista la geobiología en el contexto de sus disciplinas progenitoras?


La biología y la geología son disciplinas básicas de investigación. Tradicionalmente sus objetivos y sus metodologías tienen diferentes enfoques que raramente se traslapan. La biología estudia predominantemente las formas de vida del presente y sus interacciones con el medio ambiente. En consecuencia la mayoría de los métodos de investigación tienen acceso directo en el campo, y en laboratorios experimentales. Sólo pueden ser considerados procesos a corto plazo, y los biólogos rara vez tienen acceso a datos que cubren rangos mayores a cien años. La biología organiza y describe la naturaleza en la actualidad, pero no detecta u observa procesos a largo plazo.


Los geocientíficos se enfocan en las formas de vida antigua, la reconstrucción de ambientes desconocidos en la Tierra en el pasado y en procesos que duran millones de años. Pero en comparación con la biología, los métodos de investigación geológica se basan únicamente en fósiles, estructuras sedimentarias o minerales que testifican los procesos antiguos que han quedado registrados en las rocas. Los procesos geológicos a gran escala pueden ser muy largos, por lo que no los podemos observar durante nuestro periodo de vida. Un ejemplo podría ser los movimientos orogénicos. Pero el estudio del registro fósil nos permite realizar inferencias de esos procesos tan lentos, para descifrar sus causas y finalmente entender, que efectos tienen ahora en la naturaleza y cuales tendrán en el futuro. La desventaja de los métodos geológicos es que requieren de interpretaciones subjetivas. ¿Por qué? La razón es que el registro fósil es una historia con huecos. Existen grandes periodos de la historia de la Tierra que no están registrados simplemente porque las sucesiones rocosas están incompletas. Por ejemplo la última porción de la historia de la Tierra, el eón arqueano comprende un periodo de 2000 M.a pero está representado únicamente por una sucesión de rocas de unos cuantos kilómetros de espesor, en adición, la tafonomía que es la ciencia que estudia la transformación de un organismo desde que muere hasta que se convierte en fósil, es muy selectiva y a veces sólo se preservan fragmentos de organismos o partes de de comunidades ecológicas antiguas. Y finalmente los procesos
diagenéticos y tectónicos que ocurren a través del tiempo alteran las rocas y eliminan los registros. En todos estos casos la interpretación biológica de los procesos vitales en el moderno sistema Tierra, ayuda a llenar esos huecos del pasado geológico. Por ejemplo, estudiamos los ciclos metabólicos de las comunidades bacterianas actuales para reconstruir las condiciones de vida en medios ambientes del pasado que no están documentados en el registro geológico.


Podemos observar de manera clara un hueco entre los objetivos y los conceptos de las disciplinas progenitoras. Cómo salva la Geobiología este hueco?


La pregunta de los geobiologos es el punto de contacto entre la vida y los ambientes terrestres. Ésta pregunta formula hipótesis que pueden apoyarse ya sea en la biología o en la geología (fig. 1). Para responder a ésta pregunta la Geobiología combina las metodologías directas e indirectas de las disciplinas progenitoras y emplea múltiples tecnologías provenientes de todas las subdisciplinas como la microbiología, biogeoquímica, geomicrobiología, astrobiología, paleontología, mineralogía y muchas otras. Para realizar estudios geobiológicos es fundamental, que los resultados de las investigaciones de laboratorio o de medios ambientes modernos sean comparados con estudios en rocas y viceversa. Esta dualidad en objetivos y de enfoques metodológicos es el núcleo de la geobiología reflejando su origen.


El doble concepto de investigación permite la síntesis de datos y la fusión de un modelo teórico de los medios ambientes y la vida en la Tierra (Fig.1)


Este modelo holístico no documenta un status actual y rígido, mas bien refleja flexibilidad o debilidad de los sistemas vivientes de la Tierra y documenta los efectos de acción y reacción mediante cambios globales a través del tiempo.


El modelo holístico del sistema tierra permite las simulaciones con diferentes
parámetros. Nuestras interpretaciones del pasado y del presente reúnen causas y consecuencias y nos permite predecir el futuro. Pero entonces: todavía necesitamos la investigación de las disciplinas científicas tradicionales?


La esencia de la geología y la biología (incluídas sus subdisciplinas) no es reemplazada por la Geobiología pero existe y funciona como fuente de conocimiento básico.


las disciplinas progenitoras más bien dan soporte a una nueva propuesta metodológica que proporciona excitantes perspectivas en investigaciones medioambientales, historico-geológicas y extraterrestres (Fig. 1)


En consecuencia el término geobiología refleja combinaciones previas y fructíferas de la geología con otras disciplinas, como la física (geofísica), química (geoquímica), o matemáticas (geomatemáticas).


La Geobiología toca varias subdisciplinas de la geología y de la biología de muchas formas (Olszewski, 2001). Esta nueva disciplina científica servirá a los biogeoquímicos, paleontólogos, biomineralogistas, astrobiólogos, geomicrobiólogos y muchos otros, como un foro de discusión crítica y como una oportunidad para determinar futuras direcciones en investigación.


Efectivamente, la Geobiología puede ser entendida como una ciencia holística.






















Fig. 1. La Geobiología investiga la vida en el contexto del sistema Tierra, en el pasado y el presente. El desarrollo de la disciplina refleja la tendencia de las ciencias modernas para estudiar el sistema Tierra mediante la fusión de disciplinas, no por su diversificación. La Geobiología salva el hueco tradicional entre sus disciplinas progenitoras: la geología y la biología. Esta dualidad del concepto en objetivos y metodologías crea un modelo holístico del sistema Tierra que ayuda a entender los cambios pasados, presentes y futuros. Los aspectos medioambientales, histórico-geológicos y extraterrestres son tema de investigaciones geobiológicas.






Agradecimientos:


A los revisores, al editor en jefe y a la oficina editorial de Elsevier, por sus contribuciones.






REFERENCIAS


Knoll, 2003 A.H. Knoll, The geological consequences of evolution, Geobiology 1 (2003) (1), pp. 3–14. Full Text via CrossRef


Noffke, 2002 N. Noffke, The concept of geobiological studies: the example of bacterially generated structures in physical sedimentary systems, Palaios 17 (2002) (6), pp. 1–2.


Olszewski, 2001 T. Olszewski, Geobiology: a golden opportunity and a call to action, Palaios 16 (2001) (6), pp. 1–2.




TOMADO Y TRADUCIDO DE:


Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 219 (2005) 1– 3




AUTOR:


Nora Noffke


Department of Ocean,


Earth and Atmospheric Sciences,


Old Dominion University,


Norfolk, VA 23529, USA




Traducción:
MARÍA DEL ROSARIO FERNÁNDEZ BARAJAS


Cualquier duda o comentario por este medio o en ozcarglezleon@gmail.com

Geobiologia Grupo 1153 y 1155

GEOBIOLOGÍA

PLAN DE ESTUDIOS UNIFICADO
MÓDULO TEÓRICO-PRÁCTICO
OBLIGATORIO
8 CRÉDITOS


TEMARIO

OBJETIVO GENERAL :
Evaluar los procesos geológicos que modifican los ecosistemas y la distribución de plantas y animales


UNIDAD I: EL TIEMPO Y LA GEOLOGÍA

DEFINIR EL CAMPO DE ESTUDIO DE LA GEOLOGÍA Y DE LA BIOLOGÍA, ESTABLECIENDO EL CONCEPTO DE TIEMPO EN GEOBIOLOGÍA

-La geología una ciencia de cuatro dimensiones
-El tiempo y la biología


UNIDAD II: UBICACIÓN DE LA TIERRA EN EL ESPACIO

REVISAR LAS TEORÍAS MÁS ACEPTADAS DEL ORIGEN DEL UNIVERSO Y DEL SISTEMA SOLAR, PARA ENTENDER LA EVOLUCIÓN DE LA TIERRA
-Universo y sistema solar
-Formación de la tierra
-Origen y evolución de la atmósfera


UNIDAD III: MINERALES Y ROCAS

ANALIZAR LA MANERA COMO SE DISTRIBUYEN LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LA LITÓSFERA PARA FORMAR MINERALES Y ROCAS.
-Los materiales de la tierra
-Minerales
-Rocas


UNIDAD IV: LA TIERRA UNA ENTIDAD DINÁMICA

ANALIZAR LAS EVIDENCIAS DE LA DINÁMICA DE LA TIERRA, SU ORGANIZACIÓN INTERNA Y SUS MODIFICACIONES EXTERNAS A TRAVÉS DEL TIEMPO
-sismología y el interior de la tierra
-tectónica de placas, el modelo unificante
-deformación de la corteza terrestre



UNIDAD V: LA VIDA COMO FUERZA GEOLÓGICA

INTERRELACIONAR LOS FACTORES MEDIOAMBIENTALES QUE AFECTAN LA DIVERSIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL DE LOS ORGANISMOS CON LOS FLUJOS ENERGÉTICOS DE LA TIERRA
-Clima
-Ciclos biogeoquímicos
-Biodiversidad
-Biogeografía
-El registro fósil y la evolución biológica

Para mas detalles de los temas a tratar, revisar la carta descriptiva del modulo de Geobiología en la pagina de la FES Iztacala.


BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

-Judson, D. et al. 1987. Physical Geology, Prentice-Hall. N. Jersey.
-Press, F. & Siever, M. 1982 .Earth, Freeman and Co.
-Rico Montiel, et al. Manual de geología ENEP- Iztacala.
-Tarbuck & Lutgens.Earth, an introduction to physical geology, Prentice-Hall N. Jersey

Carta descriptiva de Geobiología

Descripción de los temas a desarrollar en la materia Geobiología de la Carrera de Biología de la FES Iztacala, UNAM.


http://biologia.iztacala.unam.mx/anterior/a_a/geobiologia.pdf