¿Estamos solos en la Vía Láctea? Geocientíficos buscan respuestas.

Nueva investigación del geocientífico de la Universidad de Texas en Dallas, Dr. Robert Stern, y un colega sugiere una explicación geológica para la falta de evidencia concluyente de civilizaciones extraterrestres (ET) avanzadas, a pesar de que la ecuación de Drake predice que debe haber muchas de estas civilizaciones en nuestra galaxia capaces de comunicarse con nosotros.

En un estudio publicado en línea el 12 de abril en *Scientific Reports* de *Nature*, Scientific Reports, Stern y el Dr. Taras Gerya, profesor de ciencias terrestres en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich, proponen que la presencia de océanos y continentes, así como la tectónica de placas a largo plazo, en planetas que albergan vida es esencial para la evolución de civilizaciones activas y comunicativas (ACC).

Los investigadores concluyen que la probable escasez de estos tres requisitos en exoplanetas reduciría significativamente el número esperado de esas civilizaciones ET en la galaxia.

“La vida ha existido en la Tierra durante unos 4000 millones de años, pero los organismos complejos como los animales no aparecieron hasta hace unos 600 millones de años, poco después de que comenzara la era moderna de la tectónica de placas”, dijo Stern, profesor de ciencias terrestres sostenibles en la Escuela de Ciencias Naturales y Matemáticas. “La tectónica de placas realmente impulsa la máquina de la evolución, y creemos que entendemos por qué”.

¿Dónde está todo el mundo?

En 1961, el astrónomo Dr. Frank Drake ideó una ecuación en la que varios factores se multiplican para estimar el número de civilizaciones inteligentes en nuestra galaxia capaces de hacer que su presencia sea conocida por los humanos:

N = R* x f_p x n_e x f_l x f_i x f_c x L

N: El número de civilizaciones en la galaxia de la Vía Láctea cuyas emisiones electromagnéticas (ondas de radio, etc.) son detectables.

R*: El número de estrellas formadas anualmente.

f_p: La fracción de esas estrellas con sistemas planetarios.

n_e: El número de planetas por sistema solar con un entorno adecuado para la vida.

f_l: La fracción de planetas adecuados en los que realmente aparece la vida.

f_i: La fracción de planetas con vida en los que emerge la vida inteligente.

f_c: La fracción de civilizaciones que desarrollan una tecnología que produce signos detectables de su existencia.

L: La duración promedio (en años) de la producción de tales signos por estas civilizaciones.

Asignar valores a las siete variables ha sido un juego de adivinanzas educadas, lo que lleva a predicciones de que tales civilizaciones deberían estar ampliamente difundidas. Pero si eso es cierto, ¿por qué no hay evidencia concluyente de su existencia?

Esta contradicción se conoce como la paradoja de Fermi, llamada así por el físico nuclear y premio Nobel Dr. Enrico Fermi, quien planteó informalmente la pregunta a sus colegas.

En su estudio, Stern y Gerya proponen refinar uno de los factores de la ecuación de Drake, f_i, la fracción de planetas con vida en los que surge la vida inteligente, para tener en cuenta la necesidad de grandes océanos y continentes y la existencia de tectónica de placas durante más de 500 millones de años en esos planetas.

“En la formulación original, se pensaba que este factor era casi 1, o 100%, es decir, la evolución en todos los planetas con vida avanzaría y, con el tiempo suficiente, se convertiría en una civilización inteligente”, dijo Stern. “Nuestro punto de vista es: Eso no es cierto”.

Impacto de la tectónica de placas

La tectónica de placas es una teoría formulada a finales de la década de 1960 que afirma que la corteza terrestre y el manto superior están divididos en piezas móviles, o placas, que se mueven muy lentamente, aproximadamente a la velocidad a la que crecen las uñas y el cabello.

En nuestro sistema solar, solo uno de los cuatro cuerpos rocosos con deformación de la superficie y actividad volcánica, la Tierra, tiene tectónica de placas. Otros tres, Venus, Marte y la luna de Júpiter Io, se deforman activamente y tienen volcanes jóvenes, pero carecen de tectónica de placas, dijo Stern. Otros dos cuerpos rocosos, Mercurio y la Luna, carecen de dicha actividad y están tectónicamente muertos.

“Es mucho más común que los planetas tengan una capa sólida exterior que no está fragmentada, lo que se conoce como tectónica de una sola tapa”, dijo Stern. “Pero la tectónica de placas es mucho más efectiva que la tectónica de una sola tapa para impulsar la aparición de formas de vida avanzadas”.

A medida que las placas tectónicas se mueven, chocan o se separan entre sí, formando estructuras geológicas como montañas, volcanes y océanos, lo que también permite que se desarrollen patrones climáticos y climáticos moderados. A través de la meteorización, los nutrientes se liberan en los océanos. Al crear y destruir hábitats, la tectónica de placas genera una presión ambiental moderada pero incesante sobre las especies para que evolucionen y se adapten.

Stern y Gerya también evaluaron la importancia de la presencia duradera de grandes masas terrestres y océanos para la evolución que conduce a una especie activa capaz de comunicarse.

“Tanto los continentes como los océanos son necesarios para las ACC porque la evolución de la vida multicelular simple a compleja debe ocurrir en el agua, pero la evolución posterior que lleva a preguntarse por el cielo nocturno, a dominar el fuego y a utilizar metales para crear nuevas tecnologías, y finalmente a la aparición de ACC capaces de enviar ondas de radio y cohetes al espacio, debe ocurrir en tierra”, dijo Stern.

Refinando la ecuación de Drake

El equipo de investigación propuso una revisión de la ecuación de Drake que define f_i como el producto de dos términos: f_oc, la fracción de exoplanetas habitables con continentes y océanos significativos, y f_pt, la fracción de planetas que han tenido tectónica de placas duradera.

Con base en su análisis, Stern dijo que la fracción de exoplanetas con un volumen de agua óptimo es probablemente muy pequeña. Estiman que el valor de f_oc oscila entre 0,0002 y 0,01. Del mismo modo, el equipo concluyó que la tectónica de placas que dura más de 500 millones de años también es muy inusual, lo que lleva a una estimación de f_pt de menos de 0,17.

“Cuando multiplicamos estos factores, obtenemos una estimación refinada de f_i que es muy pequeña, entre el 0,003% y el 0,2%, en lugar del 100%”, dijo Stern. “Esto explica la extrema rareza de las condiciones planetarias favorables para el desarrollo de vida inteligente en nuestra galaxia y resuelve la paradoja de Fermi”.

Según la NASA, se han confirmado más de 5000 exoplanetas en la Vía Láctea a partir de observaciones terrestres y plataformas orbitales como los telescopios espaciales Kepler y James Webb. Si bien los científicos, incluido el cazador de planetas de UT Dallas, Dr. Kaloyan Penev, profesor asistente de física, han mejorado su capacidad para encontrar planetas alrededor de otras estrellas y estimar la cantidad que son rocosos, aún no tienen la capacidad de detectar tectónica de placas en exoplanetas.

“La biogeoquímica postula que la Tierra sólida, en particular la tectónica de placas, acelera la evolución de las especies”, dijo Stern. “Estudios como el nuestro son útiles porque estimulan el pensamiento amplio sobre misterios más grandes y brindan un ejemplo de cómo podemos aplicar nuestro conocimiento de los sistemas terrestres a preguntas interesantes sobre nuestro universo”.

La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional Suiza de Ciencia.