La vida sin la Luna: una especulación científica
Autor(es): Erin Tranfield
Temperaturas altísimas, un paisaje inundado, vientos violentos… ¿Cómo sería nuestro planeta sin la Luna?
La Luna, el lunes , la luna . Su nombre e incluso su género varían según el idioma, pero sin duda es clave para nuestra imagen de la Tierra. ¿Te imaginas la Tierra sin luna? ¿Sin un objeto hermoso y brillante surcando el cielo nocturno, flotando en el horizonte, asomándose entre los árboles en una fría noche de invierno? Sin la romántica luz de la luna, sin la Luna Azul , sin alunizajes. No solo la extrañaríamos, sino que sin la Luna, quizá ni siquiera existiéramos.
Imaginemos dos escenarios: (i) si la Tierra nunca hubiera tenido luna y (ii) si nuestra luna desapareciera repentinamente. Pero primero, recordemos los efectos de la Luna en la Tierra.
El tiempo y las mareas: la influencia de la Luna en la Tierra
La Tierra no siempre tuvo luna, así que ¿de dónde surgió? La teoría científica principal sostiene que un objeto del tamaño de Marte, llamado Tea, colisionó con la Tierra hace unos 4.500 millones de años. Al impactar en un ángulo oblicuo, levantó una nube de escombros que luego se fusionaron para formar la Luna. Esto tuvo profundas consecuencias para la Tierra.
Se cree que la Luna se
formó tras un impacto a gran velocidad
, cuando un cuerpo del tamaño
de Marte impactó contra la
joven Tierra hace unos 4.500 millones de años. La roca fundida, el vapor y los escombros
resultantes se mezclaron con los escombros de la Tierra para formar un anillo alrededor de nuestro planeta. Con el tiempo, estos escombros se fusionaron para formar la Luna.
La Tierra y su recién formada Luna ejercieron una fuerza gravitacional mutua, ralentizando la rotación terrestre y alargando el día terrestre de 5 a 24 horas ( Touma y Wisdom, 1998 ). De hecho, hasta el día de hoy, la Luna continúa ralentizando la rotación de la Tierra, aunque solo 0,002 segundos por siglo ( figura 1 ).
Figura 1: La Tierra (A) gira, orbitada por la Luna (B). La atracción gravitacional de la Luna provoca un abultamiento de marea (C): el agua de la Tierra es atraída hacia la Luna.
1) La Tierra gira más rápido que la Luna en su órbita, lo que genera fricción al girar bajo el abultamiento de marea. La fricción entre la Tierra y el abultamiento de marea empuja este último hacia adelante (C), de modo que se sitúa por delante de la línea de atracción entre la Tierra y la Luna (D).
2) La fuerza de fricción (F) entre la Tierra y el océano actúa como un freno. Esta fuerza se denomina frenado de marea y empuja la Tierra hacia atrás en su órbita, ralentizando así su rotación. El frenado de marea también afecta a la Luna mediante la fuerza (E), que la empuja hacia adelante en su órbita, acelerando así su rotación. Esto provoca que la órbita lunar aumente lentamente, alejándola poco a poco de la Tierra. Haga clic en la imagen para ampliarla.
Imagen cortesía de Nicola Graf.
La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna también estabilizó la inclinación del eje terrestre, y es la inclinación constante actual de 23,5° la que le otorga a la Tierra su clima predecible y relativamente constante, así como sus estaciones ( figura 2 ). Sin embargo, sin la Luna, el eje habría continuado oscilando.
Figura 2: La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna estabiliza la inclinación de su eje, lo que le otorga un clima predecible y bastante constante, así como sus estaciones. Dado que la Luna orbita la Tierra y está más cerca de ella que cualquiera de los planetas, su atracción gravitatoria es mayor que la de estos y casi constante. Sin la Luna, la Tierra estaría sujeta a la atracción de los demás planetas en su órbita alrededor del Sol: cuando Júpiter estuviera cerca, la atraería en una dirección; cuando Marte estuviera cerca, la atraería en otra. Por lo tanto, la Tierra sería atraída por diversas fuerzas a lo largo del tiempo y su eje se tambalearía. (Imagen sin escala). Haga clic en la imagen para ampliarla.
Imagen cortesía de la NASA/JPL.
Otra característica de nuestro planeta son sus océanos: más del 70 % de la superficie terrestre está cubierta de agua salada, que asciende y desciende según un ciclo de mareas de 12,5 h. Las fuerzas que crean las mareas son complejas e involucran no solo las fuerzas centrífugas de la rotación terrestre, sino también la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol ( figura 3 ). Sin embargo, el efecto de la Luna duplica al del Sol; esto se debe a que la fuerza gravitatoria que un objeto ejerce sobre otro depende tanto de su masa como de su distancia.
Figura 3: Tanto la Luna como el Sol intervienen en las mareas, ya que ejercen su atracción gravitatoria sobre la Tierra. La atracción gravitatoria de la Luna provoca que los océanos se abulten hacia ella. Otro abultamiento se produce en el lado opuesto, ya que la Tierra también es atraída hacia la Luna (y alejada del agua en el lado opuesto). Debido a la rotación de la Tierra, estos abultamientos (mareas altas, A) ocurren dos veces al día en cualquier punto.
Las mareas también muestran un patrón vinculado al ciclo lunar. Cuando la Luna y el Sol están alineados (en luna nueva, B, o luna llena, C), su atracción gravitatoria combinada es más intensa y las mareas alcanzan su punto más alto (mareas vivas). Cuando la Luna está en cuarto creciente (D) o cuarto menguante (E), las mareas alcanzan su punto más bajo (mareas muertas). Haga clic en la imagen para ampliarla.
No sabemos a qué distancia estaba la Luna de la Tierra cuando se formó, pero sí sabemos que estaba a más de 12 000 km y más cerca que hoy (unos 384 400 km). Esto significa que inicialmente causó mareas mucho más grandes que las que experimentamos hoy, mareas que se cree que fueron importantes en la mezcla de los océanos y en la evolución temprana de la vida, hace unos 3800 millones de años ( Comins, 1996 ).
Curiosamente, las mareas y la rotación de la Tierra afectan a la Luna. Juntas, la atraen, haciéndola girar un poco más rápido, y a medida que gira cada vez más rápido, se aleja de la Tierra, aunque a una velocidad de tan solo 3,82 cm por año ( figura 1 ).
Las tortugas marinas (Chelonioidea)
suelen desovar durante
las mareas vivas, cuando
se producen las mareas altas más altas.
Estas mareas permiten a las
tortugas hembras nadar hacia la playa
para desovar por encima de la
línea de pleamar (donde
eclosionan mejor).
Escenario 1: ¿Qué pasaría si nunca hubiéramos tenido luna?
¿Qué habría sucedido en la Tierra si, hace unos 4.500 millones de años, Tea hubiera pasado tranquilamente en su camino sin chocar con la Tierra ni formar una luna? Bueno, probablemente existiría algún tipo de vida en la Tierra, pero los humanos casi con toda seguridad no. Piense en el larguísimo proceso evolutivo, los pequeños cambios, las mínimas adaptaciones que los organismos realizan a su entorno. Bastarían pequeños cambios en el entorno terrestre para alterar drásticamente el curso de la evolución. Yo no estaría escribiendo este artículo, y usted no lo estaría leyendo.
Y si la Luna nunca se hubiera formado, la Tierra sería un lugar muy diferente. Un día terrestre duraría solo de 8 a 10 horas, sin Luna que lo frenara. La rotación más rápida provocaría vientos de 160 a 200 km que barrerían la superficie terrestre. El eje de inclinación de la Tierra se tambalearía, lo que provocaría cambios drásticos de temperatura a lo largo de miles o millones de años. Y aunque nuestros mares seguirían siendo mareales, estas serían mucho menores, causadas únicamente por el Sol.
Quizás quiera pedirles a sus estudiantes que especulen sobre qué tipos de vida podrían haber evolucionado en una Tierra sin luna, capaces de soportar temperaturas extremas, vientos fuertes, mareas pequeñas y días cortos.
Escenario 2: ¿Qué pasaría si nuestra Luna desapareciera de repente?
Las medusas (cnidarios) y muchos
otros grupos de
zooplancton marino y de agua dulce
se desplazan por la
columna de agua siguiendo un
ritmo diario. Si la Luna desapareciera
, los días terrestres se
acortarían y los
animales tendrían que
adaptarse a este
ritmo diario más corto.
¿Y si la Luna desapareciera mañana? Nosotros y todos los demás organismos de la Tierra estaríamos en serios problemas: hemos evolucionado para vivir en condiciones específicas y luego nos encontraríamos con un entorno completamente diferente. Estos cambios ocurrirían a lo largo de miles o millones de años, lo que puede parecer mucho tiempo, pero serían drásticos.
Sin la Luna, la estabilidad del eje de la Tierra se perdería de nuevo, y con ella, nuestras temperaturas predecibles. Consideremos dos ciudades: Roma, Italia, y Estocolmo, Suecia. En verano, la temperatura máxima promedio en Roma es de 29 °C, y en invierno, la temperatura máxima promedio es de 13 °C. En Estocolmo, la máxima en verano es de 20 °C y en invierno es de 0 °C w1 . Si el eje de inclinación de la Tierra cambiara, las temperaturas en estas dos ciudades cambiarían drásticamente. Imagine si las temperaturas se intercambiaran: la infraestructura (por ejemplo, aire acondicionado o quitanieves) simplemente no estaría en su lugar en esas ciudades para que los humanos vivieran, trabajaran y comieran cómodamente. Los italianos, los suecos y todas las demás formas de vida en la Tierra tendrían que adaptarse o enfrentar la extinción.
Muchos organismos, como
los ciervos, se aparean en épocas específicas
del año. ¿Qué efecto podría tener la
pérdida de la Luna —y de nuestras
estaciones— en estos
organismos?
El traslado podría ser una opción, pero no para todos los organismos. Los arrecifes de coral, por ejemplo, son ecosistemas sensibles y complejos que podrían no adaptarse con la suficiente rapidez a los cambios de temperatura del agua y probablemente morirían ( Saxby et al., 2003 ).
Además, al cambiar las temperaturas, la Tierra perdería sus regiones frías habituales: los polos, que contienen enormes cantidades de hielo. Este hielo se derretiría y los océanos ascenderían, modificando las costas de todo el mundo. Países como los Países Bajos quedarían cubiertos de agua.
Debido a la falta de estabilidad en la inclinación de la Tierra, también perderíamos nuestras estaciones regulares, con consecuencias de gran alcance. Piense en cuántos organismos crecen, se aparean, migran o hibernan en épocas específicas del año. Además, los cambios drásticos de temperatura afectarían la temporada de crecimiento y el clima de las plantas, lo que complicaría la producción de alimentos para los miles de millones de personas que habitan la Tierra.
Si perdiéramos la Luna y, por ende,
nuestras estaciones regulares, ¿cómo
afectaría esto
a los árboles de hoja caduca, que proporcionan este
hermoso color otoñal en
el Distrito de los Lagos del Reino Unido?
¿Nada más que locura?
Quizás no esperes encontrar tanta especulación abierta en un artículo científico. Sin embargo, animar a los estudiantes a imaginar un mundo sin luna es un ejercicio divertido para ilustrar todas las interesantes maneras en que la Luna hace de la Tierra el maravilloso planeta que conocemos. Este ejercicio no solo introduce física compleja en un contexto simple, sino que también brinda a los estudiantes la oportunidad de reflexionar sobre el curso de la evolución y cómo el entorno afecta cada aspecto de nuestras vidas.
ReferenciasComins NF (1996) ¿Qué pasaría si la Luna no existiera? San Francisco, CA, EE. UU.: Sociedad Astronómica del Pacífico. www.astrosociety.org
Saxby T, Dennison WC, Hoegh-Guldberg O (2003) Respuestas fotosintéticas del coral Montipora digitata al estrés por bajas temperaturas. Marine Ecology Progress Series 248 : 85-97.
Touma J, Wisdom J (1998) Resonancias en la evolución temprana del sistema Tierra-Luna . The Astronomical Journal 115(4) : 1653-1663. doi: 10.1086/300312
Referencias webw1 – El sitio web de información meteorológica y climática mundial ofrece información sobre el tiempo y el clima de casi todos los países del mundo.
w2 – La Universidad Internacional del Espacio ofrece formación de posgrado a los futuros líderes de la comunidad espacial.
RecursosCanup RM (2012) Formación de una luna con una composición similar a la de la Tierra mediante un gran impacto . Science . doi: 10.1126/science.1226073
Comins NF (1993) ¿Qué pasaría si la Luna no existiera?: viajes a Tierras que podrían haber existido. Bloomington, IN, EE. UU.: iUniverse. ISBN: 9781475930948
Foing B (2007) Si no tuviéramos luna . Revista de Astrobiología. www.astrobio.net
¿Qué pasaría si la Luna no existiera? Podcast de Patrick McQuillan, en el sitio web 365 Días de Astronomía.
:format(jpg)/f.elconfidencial.com%2Foriginal%2F7b7%2F95c%2Fa5f%2F7b795ca5f5801a461b15f29ad7d4977e.jpg)
Fuente: iStock:format(jpg)/f.elconfidencial.com%2Foriginal%2F9c4%2F039%2F2f0%2F9c40392f04cee5fb3fce3bdc54e66a7e.jpg)