Paralelo 36 Andalucia Espacio de pensamiento y acción política
«Vista la naturaleza como un recurso recreativo puede ser reemplazada por la tecnología. Vista como una forma de vínculo entre los seres humanos y otras formas de vida, no admite sucedáneos.»
S. y R. Kaplan
La cuestión de la vida sobre la tierra.
Vivimos con la idea de que las condiciones físico-químicas de la biosfera, esa estrecha franja de nuestro globo planetario donde se da el fenómeno de la vida, han permanecido inmutables desde los orígenes del planeta tierra. Pero esto no ha sido así. Ni los parámetros físicos, ni la composición química, han sido ajenos a la evolución que ha sufrido lo orgánico y lo inorgánico en los 4.500 millones de años con que cuenta nuestro, hoy, maltratado planeta. La composición actual de la atmósfera terrestre es consecuencia de una conjunción casual de factores y circunstancias aleatorias acaecidas durante este sensacional periodo de tiempo.
Puede que nos sorprenda conocer que la envolvente gaseosa del planeta carecía de oxígeno en sus orígenes. Fue el fenómeno de la vida, aparecida en condiciones de ausencia de este gas, el que, después de una larga evolución, provocó el aumento significativo de la concentración de oxígeno atmosférico. La primera capa de gases que envolvió nuestro planeta se formó como consecuencia de erupciones volcánicas que lanzaron al espacio grandes cantidades de dióxido de carbono, vapor de agua, óxidos de azufre y de nitrógeno, con trazas de otros elementos, entre ellos, el oxígeno. La composición de la primera atmósfera terrestre contenía una alta concentración de dióxido de carbono, CO2, aproximadamente un 98%, y un 1,9% de Nitrógeno, N2, junto con cantidades menores de otros gases, como vapores sulfurosos, SOx, y óxidos nitrosos, NOx, hidrógeno, H2, metano, CH4, amoniaco, NH3, y trazas de oxígeno, molecular, O2. Esta molécula simple, tan indispensable hoy para los animales y las plantas superiores, sólo representaría en la mezcla gaseosa inaugural una concentración minúscula, despreciable en sentido matemático, y tóxica para las primeras formas de vida que lo producían como un efluente desechable inútil.
La atmósfera original, que recibía del sol prácticamente la misma cantidad de energía que hoy recibimos (tabulada por la constante solar de 1.353 w/m2 a Masa de Aire 0, fuera de la atmósfera), se encontraba a una temperatura de unos 563 grados Kelvin, o 193 grados centígrados. Esta alta temperatura se debía a la gran concentración atmosférica de CO2 y de vapor de agua, H2O, pues los enlaces químicos covalentes que forma el átomo de carbono con el de oxígeno y los que forma el átomo de oxígeno con el de hidrógeno, también de naturaleza covalente, son receptores adecuados para la energía transportada por ondas infrarrojas. La tierra, calentada por el sol, que le envía energía en forma de radiación visible, infrarroja y ultravioleta, emite al espacio energía radiante en forma, casi exclusivamente, de ondas electromagnéticas infrarrojas según la conocida ley de Stefan Boltzman.
La temperatura media de la atmósfera terrestre es aquella a la que se produce un balance neto de valor cero entre la energía recibida y la emitida, descontando una cantidad insignificante que la vida utiliza para sí, cantidad que resulta insignificante. La Tierra funciona como un sistema termodinámico cerrado que intercambia únicamente energía con el exterior. Si en la atmósfera hay una alta concentración de moléculas capaces de captar la energía recibida y devolverla en parte hacia la superficie terrestre, entonces la temperatura de la misma se mantendrá alta. Es por ello que las concentraciones de vapor de agua y de dióxido de carbono atmosférico influyen fuertemente en la temperatura de la franja de atmósfera y superficie terrestre llamada biosfera, por ser la que da cobijo a los seres vivos.
El vapor de agua y el dióxido de carbono son gases más pesados y densos que el oxígeno y el nitrógeno, principales componentes de la atmósfera actual, y por ello la presión que ejercían sobre la superficie, que es proporcional a la densidad atmosférica –principio de Arquímedes–, era muy superior. La atmósfera original podía asemejarse a una especie de olla en cuyo interior la presión era sesenta veces superior a la actual presión atmosférica. De modo que podemos afirmar que la vida se origina en unas condiciones similares a las que hoy reproduce, por ejemplo, un autoclave hospitalario (caldera de vapor que se utiliza para la esterilización, eliminación de microorganismos, del instrumental y el material sanitario.)
El oxígeno molecular O2 y su hermano atmosférico, producido por la acción fotoquímica de la componente ultravioleta procedente de la radiación solar, el ozono O3, son moléculas químicas altamente oxidantes, máxime a temperaturas elevadas. Es decir, muy reactivas en las condiciones primigenias descritas. Por ello, una condición para la presencia de las primeras moléculas de hidrocarburos, cuyos principales constituyentes son el carbono y el hidrógeno, lo que hoy conocemos como moléculas orgánicas sobre las que se ha construido la vida en el planeta, fue la inexistencia de oxígeno atmosférico, pues con calor y presión, en presencia de este gas, los hidrocarburos se oxidarían por combustión formándose en última instancia CO2 y H2O. Es por ello que el primer oxígeno terrestre puede perfectamente considerarse un veneno para las primeras formas de vida que debieron aparecer en unas condiciones anóxicas –ausencia de oxígeno–. Formas de vida anaerobias.
Continúa en: Cambio climático, vida y flujos energéticos (II)
me gustaria saber que pasa con el ?oxígeno a altas temperaturas?