Formación y Evolución Cósmica: Un Viaje Geológico y Astronómico

Origen de la Tierra y la Luna

Origen de la Tierra

• Formación del protoplaneta terrestre: El proceso de acreción de planetesimales causó un aumento del campo gravitatorio y de la temperatura, resultando en una masa parcialmente fundida.
• Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos: La Tierra despejó su órbita hace aproximadamente 4200 millones de años (Ma), lo que redujo el bombardeo de planetesimales y permitió el enfriamiento.
• Diferenciación por densidades: El hierro se desplazó al núcleo, y la desgasificación del planeta originó la atmósfera primitiva.

Origen de la Luna: Teorías Principales

• Teoría de la Hermana: Propone que la Luna se formó al mismo tiempo que la Tierra, a partir de los mismos planetesimales.
  • Objeciones: La Luna es aproximadamente 100 Ma más joven que la Tierra, y su densidad (3.3 g/cm³) es significativamente menor que la de la Tierra (5.5 g/cm³).
• Teoría de la Captura (Adoptada): Sugiere que la Luna fue capturada por el campo gravitatorio de la Tierra, proviniendo de una zona más alejada del Sol.
  • Objeción: La Luna es aproximadamente 100 Ma más joven que la Tierra.
• Teoría del Gran Impacto (Hija): Es la teoría más aceptada en la actualidad. Postula que la Luna procede de materiales de la corteza y el manto de la Tierra (de menor densidad) arrancados por la colisión con un protoplaneta del tamaño de Marte.

Galaxias: Estructura y Componentes

¿Qué hay en las Galaxias?

Las galaxias se agrupan en cúmulos de galaxias, y se estima que existen alrededor de 80.000 millones de galaxias en el universo observable. Los tipos principales de galaxias son:

• Galaxias Espirales: Como nuestra Vía Láctea.
• Galaxias Elípticas.
• Galaxias Irregulares.

Componentes de las Galaxias

• Estrellas:
  • Evolución Estelar: Las reacciones termonucleares transforman el Hidrógeno (H) en Helio (He).
  • Gigante Roja: Fase en la que la estrella agota el H y comienza a consumir He.
  • Enana Blanca: Cuando agota el He, la estrella se encoge y aumenta drásticamente su densidad.
  • Supernova: Final explosivo de una estrella mucho más masiva que el Sol.
  • Estrella de Neutrones: Cuerpo extraordinariamente denso resultante de una supernova.
  • Agujero Negro: Cuerpo de densidad infinita del que no escapa ni siquiera la luz.
• Nebulosas: Masas de polvo y gas interestelar, consideradas "cunas de estrellas".
• Materia Oscura: Se estima que supone el 90% de toda la materia del universo.

Origen del Universo: La Teoría del Big Bang

En 1929, Edwin Hubble observó que el universo se encuentra en expansión, sentando las bases para la teoría cosmológica dominante.

Teoría del Big Bang

• Tiempo Cero: Toda la materia y energía del universo concentrada en un punto de densidad casi infinita, hace aproximadamente 13.700 millones de años (Ma).
• Inflación: Una gran explosión que causó un aumento exponencial de su tamaño, liberando partículas subatómicas y radiación primordial.
• Síntesis Primordial de Hidrógeno y Helio: Se forman los primeros átomos y la radiación cósmica de fondo, una "huella" del universo temprano.
• Formación de Galaxias: Aproximadamente 200 Ma después del Big Bang, se forman las primeras galaxias. Es en sus estrellas donde aparecen los átomos de otros compuestos más pesados, como el carbono.
• Formación de Elementos Pesados (Ca y Fe): Estos elementos se forman en las condiciones extremas de las supernovas.

Origen de la Vida en la Tierra

Condiciones de la Tierra Primitiva

• Protoatmósfera: Rica en CO₂, metano y vapor de agua, pero sin oxígeno libre.
• Radiación Ultravioleta: Las radiaciones ultravioleta llegaban directamente a la superficie, ya que no existía la capa protectora de ozono (O₃).
• Bombardeo de Asteroides: La Tierra estaba sometida a un intenso bombardeo de asteroides, lo que generaba un ambiente poco estable.

Síntesis Prebiótica

Esta teoría, propuesta por Oparín y Haldane (1924) y apoyada experimentalmente por S. Miller (1953), describe la formación de las primeras moléculas orgánicas:

1. Formación de moléculas orgánicas sencillas: Como aminoácidos, a partir de descargas eléctricas sobre los gases de la atmósfera primitiva.
2. Formación de moléculas orgánicas complejas: Por combinación de las moléculas sencillas, formando lo que se conoce como la "sopa primordial".
3. Formación de coacervados: Esferas huecas con ácidos nucleicos y enzimas, con capacidad de autoorganización y metabolismo rudimentario.

Otras Teorías sobre el Origen de la Vida

• Fuentes Hidrotermales (Fumadores): Chimeneas hidrotermales submarinas que emanan gases volcánicos a altas temperaturas (hasta 300 ºC). Se postula que bacterias termófilas pudieron originarse en este ambiente reductor y en cavidades cerradas.
• Panspermia: Sugiere que los compuestos precursores o los primeros organismos viajaron hasta la Tierra en un asteroide o cometa. Esta teoría enfrenta el desafío de explicar cómo la vida o sus componentes pudieron superar el impacto inicial, el viaje interplanetario y la brusca llegada a la Tierra.