Una masa grande y de rápido movimiento que golpea la Tierra sería capaz de causar un evento de extinción en masa. Sin embargo, tal teoría requeriría una fuerte evidencia de impactos periódicos, que la Tierra no parece tener. Crédito de la imagen: Don Davis / NASA.

¿Son periódicas las extinciones masivas? ¿Y estamos obligados por uno?

65 millones de años, un impacto acabó con el 30% de toda la vida en la Tierra. ¿Podría otro ser inminente?

"Lo que se puede afirmar sin pruebas, se puede descartar sin pruebas". -Christopher Hitchens

Hace 65 millones de años, un asteroide masivo, tal vez de cinco a diez kilómetros de diámetro, golpeó la Tierra a velocidades superiores a las 20,000 millas por hora. Después de esta colisión catastrófica, los gigantes gigantes conocidos como los dinosaurios, que habían dominado la superficie de la Tierra durante más de 100 millones de años, fueron exterminados. De hecho, alrededor del 30% de todas las especies que existen actualmente en la Tierra en ese momento fueron aniquiladas. Esta no era la primera vez que la Tierra había sido golpeada por un objeto tan catastrófico, y dado lo que hay allí afuera, es probable que no sea la última. Una idea que se ha considerado durante algún tiempo es que estos eventos son en realidad periódicos, causados ​​por el movimiento del Sol a través de la galaxia. Si ese es el caso, deberíamos poder predecir cuándo vendrá el próximo y si estamos viviendo en un momento de mayor riesgo.

Ser golpeado por una pieza gigante de escombros espaciales de rápido movimiento siempre es un peligro, pero el peligro fue mayor en los primeros días del Sistema Solar. Crédito de la imagen: NASA / GSFC, BENNU'S JOURNEY - Bombardeo pesado.

Siempre existe el peligro de una extinción masiva, pero la clave es cuantificar ese peligro con precisión. Las amenazas de extinción en nuestro Sistema Solar, por bombardeos cósmicos, generalmente provienen de dos fuentes: el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, y el cinturón de Kuiper y Oort se nublan más allá de la órbita de Neptuno. Para el cinturón de asteroides, el origen sospechoso (pero no cierto) del asesino de dinosaurios, nuestras probabilidades de ser golpeado por un objeto grande disminuyen significativamente con el tiempo. Hay una buena razón para esto: la cantidad de material entre Marte y Júpiter se agota con el tiempo, sin ningún mecanismo para reponerlo. Podemos entender esto al observar algunas cosas: los sistemas solares jóvenes, los primeros modelos de nuestro propio sistema solar y la mayoría de los mundos sin aire sin geologías particularmente activas: la Luna, Mercurio y la mayoría de las lunas de Júpiter y Saturno.

Las vistas de más alta resolución de toda la superficie lunar fueron tomadas recientemente por el Orbitador de Reconocimiento Lunar. Las marías (las regiones más jóvenes y oscuras) están claramente menos llenas de cráteres que las tierras altas lunares. Crédito de la imagen: NASA / GSFC / Arizona State University (compilado por I. Antonenko).

La historia de los impactos en nuestro Sistema Solar está literalmente escrita en las caras de mundos como la Luna. Donde están las tierras altas lunares, los lugares más claros, podemos ver una larga historia de cráteres pesados, que se remonta a los primeros días en el Sistema Solar: hace más de 4 mil millones de años. Hay muchos cráteres grandes con cráteres cada vez más pequeños en el interior: evidencia de que hubo un nivel increíblemente alto de actividad de impacto desde el principio. Sin embargo, si observa las regiones oscuras (el maria lunar), puede ver muchos menos cráteres en su interior. La datación radiométrica muestra que la mayoría de estas áreas tienen entre 3 y 3.5 mil millones de años, e incluso eso es lo suficientemente diferente como para que la cantidad de cráteres sea mucho menor. Las regiones más jóvenes, que se encuentran en Oceanus Procellarum (la yegua más grande en la luna), tienen solo 1.200 millones de años y son las que tienen menos cráteres.

La gran cuenca que se muestra aquí, Oceanus Procellorum, es la más grande y también una de las más jóvenes de todas las marías lunares, como lo demuestra el hecho de que es una de las menos cráteres. Crédito de la imagen: NASA / JPL / nave espacial Galileo.

A partir de esta evidencia, podemos inferir que el cinturón de asteroides se está volviendo cada vez más escaso con el tiempo, a medida que disminuye la tasa de cráteres. La principal escuela de pensamiento es que aún no la hemos alcanzado, pero en algún momento durante los próximos miles de millones de años, la Tierra debería experimentar su gran ataque final de asteroides, y si todavía hay vida en el mundo, la última extinción masiva evento derivado de tal catástrofe. El cinturón de asteroides representa menos peligro, hoy que nunca en el pasado.

Pero la nube de Oort y el cinturón de Kuiper son historias diferentes.

El cinturón de Kuiper es la ubicación de la mayor cantidad de objetos conocidos en el Sistema Solar, pero la nube de Oort, más tenue y distante, no solo contiene muchos más, sino que es más probable que sea perturbada por una masa que pasa como otra estrella. Crédito de la imagen: NASA y William Crochot.

Más allá de Neptuno en el Sistema Solar exterior, existe un tremendo potencial para una catástrofe. Cientos de miles, si no millones, de grandes trozos de hielo y roca esperan en una órbita tenue alrededor de nuestro Sol, donde una masa que pasa (como Neptuno, otro cinturón de Kuiper / objeto de nube de Oort, o una estrella / planeta que pasa) tiene potencial para interrumpirlo gravitacionalmente. La interrupción podría tener cualquier número de resultados, pero uno de ellos es lanzarlo hacia el Sistema Solar interior, donde podría llegar como un cometa brillante, pero donde también podría chocar con nuestro mundo.

Cada 31 millones de años más o menos, el Sol se mueve a través del plano galáctico, cruzando la región de mayor densidad en términos de latitud galáctica. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / R. Daño (de la ilustración principal de la galaxia), modificado por el usuario de Wikimedia Commons Cmglee.

Las interacciones con Neptuno u otros objetos en el cinturón de Kuiper / nube de Oort son aleatorias e independientes de cualquier otra cosa que ocurra en nuestra galaxia, pero es posible que pase por una región rica en estrellas, como el disco galáctico o uno de nuestros brazos espirales. - podría aumentar las probabilidades de una tormenta de cometas y la posibilidad de un ataque de cometas en la Tierra. A medida que el Sol se mueve a través de la Vía Láctea, hay una peculiaridad interesante de su órbita: aproximadamente una vez cada 31 millones de años, pasa a través del plano galáctico. Esto es solo mecánica orbital, ya que el Sol y todas las estrellas siguen caminos elípticos alrededor del centro galáctico. Pero algunas personas han afirmado que hay evidencia de extinciones periódicas en el mismo período de tiempo, lo que podría sugerir que estas extinciones son provocadas por una tormenta de cometas cada 31 millones de años.

El porcentaje de especies que se han extinguido durante una variedad de intervalos de tiempo. La extinción más grande conocida es el límite Pérmico-Triásico hace unos 250 millones de años, cuya causa aún se desconoce. Crédito de la imagen: usuario de Wikimedia Commons Smith609, con datos de Raup & Smith (1982) y Rohde y Muller (2005).

¿Es eso plausible? La respuesta se puede encontrar en los datos. Podemos observar los principales eventos de extinción en la Tierra como lo evidencia el registro fósil. El método que podemos usar es contar el número de géneros (un paso más genérico que “especie” en la forma en que clasificamos a los seres vivos; para los seres humanos, el “homo” en homo sapiens es nuestro género) en existencia en un momento dado. Podemos hacer esto retrocediendo más de 500 millones de años en el tiempo, gracias a la evidencia encontrada en las rocas sedimentarias, lo que nos permite ver qué porcentaje existió y también murió en cualquier intervalo dado.

Luego podemos buscar patrones en estos eventos de extinción. La forma más fácil de hacerlo, cuantitativamente, es tomar la transformación de Fourier de estos ciclos y ver dónde (si es que hay) patrones emergentes. Si viéramos eventos de extinción masiva cada 100 millones de años, por ejemplo, donde hubo una gran caída en el número de géneros con ese período exacto cada vez, entonces la transformación de Fourier mostraría un pico enorme con una frecuencia de 1 / (100 millones años). Así que vamos a hacerlo: ¿qué muestran los datos de extinción?

Una medida de la biodiversidad, y los cambios en el número de géneros que existen en un momento dado, para identificar los eventos de extinción más importantes en los últimos 500 millones de años. Crédito de la imagen: el usuario de Wikimedia Commons Albert Mestre, con datos de Rohde, RA y Muller, RA

Hay alguna evidencia relativamente débil de un pico con una frecuencia de 140 millones de años, y otro pico ligeramente más fuerte a 62 millones de años. Donde está la flecha naranja, puede ver dónde ocurriría una periodicidad de 31 millones de años. Estos dos picos se ven enormes, pero eso es solo relativo a los otros picos, que son totalmente insignificantes. ¿Qué tan fuertes, objetivamente, son estos dos picos, que son nuestra evidencia de periodicidad?

Esta figura muestra la transformación de Fourier de los eventos de extinción en los últimos 500 millones de años. La flecha naranja, insertada por E. Siegel, muestra dónde encajaría una periodicidad de 31 millones de años. Crédito de la imagen: Rohde, RA y Muller, RA (2005). Ciclos en la diversidad fósil. Nature 434: 209–210.

En un período de solo ~ 500 millones de años, solo puede acomodar tres posibles extinciones masivas de 140 millones de años allí, y solo alrededor de 8 posibles eventos de 62 millones de años. Lo que vemos no encaja con un evento que ocurre cada 140 millones o cada 62 millones de años, sino que si vemos un evento en el pasado, hay una mayor probabilidad de tener otro evento ya sea 62 o 140 millones de años en el pasado o en el futuro . Pero, como puede ver claramente, no hay evidencia de una periodicidad de 26 a 30 millones de años en estas extinciones.

Sin embargo, si comenzamos a observar los cráteres que encontramos en la Tierra y la composición geológica de la roca sedimentaria, la idea se desmorona por completo. De todos los impactos que ocurren en la Tierra, menos de una cuarta parte de ellos provienen de objetos que se originan en la nube de Oort. Peor aún, de los límites entre las escalas de tiempo geológicas (Triásico / Jurásico, Jurásico / Cretáceo, o el límite Cretáceo / Paleógeno), y los registros geológicos que corresponden a eventos de extinción, solo el evento de hace 65 millones de años muestra las cenizas características y -capa de polvo que asociamos con un gran impacto.

La capa límite del Cretáceo-Paleógeno es muy distinta en las rocas sedimentarias, pero es la capa delgada de cenizas y su composición elemental, que nos enseña sobre el origen extraterrestre del impactador que causó el evento de extinción en masa. Crédito de la imagen: James Van Gundy.

La idea de que las extinciones en masa son periódicas es interesante y convincente, pero la evidencia simplemente no está ahí para ello. La idea de que el paso del Sol a través del plano galáctico causa impactos periódicos también cuenta una gran historia, pero nuevamente, no hay evidencia. De hecho, sabemos que las estrellas están al alcance de la nube de Oort cada medio millón de años más o menos, pero ciertamente estamos muy separados entre esos eventos en la actualidad. En el futuro previsible, la Tierra no está en mayor riesgo de un desastre natural proveniente del Universo. En cambio, parece que nuestro mayor peligro lo plantea el único lugar al que todos tememos mirar: a nosotros mismos.

Starts With A Bang ahora está en Forbes y se volvió a publicar en Medium gracias a nuestros seguidores de Patreon. Ethan es autor de dos libros, Beyond The Galaxy, y Treknology: The Science of Star Trek desde Tricorders hasta Warp Drive.