miércoles, 3 de mayo de 2017

Tiempo profundo

En esta foto del Punto Siccar, en Escocia, es posible ver una pendiente formada por riscos verticales hechos de grauvaca (abajo) sobre los que hay un depósito horizontal de arenisca roja (arriba).
Era junio de 1788 cuando los escoces los geólogos James Hutton y James Hall, y el matemático John Playfair llegaron en un bote al Punto Siccar, un promontorio de roca formado por capas de arenisca roca y grauvaca. Los tres científicos habían llegado a buscar evidencias de una teoría que Hutton tenía sobre la formación de los estratos de roca.

Desde hace mucho tiempo, desde los tiempos del naturalista danés Nicolás Steno, se había propuesto que las rocas se formaban cuando los minerales disueltos en los mares se precipitaban y cristalizaban; cuando el mar se retiraba, dejaba expuestas las capas de depósitos mineralizados detrás. Esta teoría se conocía como neptunismo, en alusión al dios romano del mar, Neptuno. Sin embargo, Hutton había postulado una revolucionaria idea: las rocas se habían levantado del subsuelo donde se habían depositado, expuestas a las inclemencias del tiempo, desgastándose. Este desgaste generaría nuevos sedimentos que serían depositados en los nuevos niveles en un ciclo que se seguía repitiendo hasta nuestros días. Esta nueva hipótesis fue denominada como plutonismo, en alusión al dios romano del inframundo, Plutón. La idea de que la Tierra se encontraba expuesta a las mismas fuerzas modificadoras inclementes ahora como en el pasado y en el futuro se conocería como uniformismo geológico; si uno retrocedía lo suficiente en el registro de tiempo plasmado en las rocas, uno llegaría a las rocas más antiguas: las primeras rocas. Las rocas de las que vinieron todas las demás sobre ellas: la Tierra original.

Las rocas podían formarse de varias formas y todas tenían como antesala el magma fundido. Las rocas ígneas, producidas de la cristalización del magma, pueden ser deformadas debido a las fuerzas tectónicas de la corteza y comprimidas, o bien desgastadas por la actividad del viento, el agua y otros compuestos, creando depósitos. Estos depósitos se vuelven a cristalizar y formar un nuevo cuerpo mineral (litificación), una nueva roca. Este proceso puede ocurrirle también a las rocas metamórficas (las producidas por las fuerzas tectónicas) o a otras rocas sedimentarias (las producidas por el desgaste). Este ciclo fue propuesto por Hutton, del que decía que no existía vestigio de un principio, ni prospecto de un final. Para Hutton, el ciclo de las rocas era un proceso continuo interminable y sin dirección, cosa que cambió tras la formulación de la deriva continental y el descubrimiento de las placas tectónicas casi dos siglos después.

Ciclo de las rocas: 1) magma, 2) cristalización (enfriamiento), 3) rocas ígneas, 4) erosión, 5) sedimentación, 6) roca sedimentaria, 7) tectonismo y metamorfismo, 8) roca metamórfica, 9) derretimiento (formación del magma).



El concepto de tiempo profundo es difícil de entender para los seres humanos. Vivimos un instante en este mundo y 75 años representan nuestro promedio de una vida hoy en día ¡una vida! Nos es inconcebible entender qué representan mil años. Lo que representan diez mil. Lo que es un millón. Cuando estamos en la escuela y nos hablan de los romanos y los egipcios, todo ese pasado está amontonado en un ayer del que no fuimos testigos. Representar el tiempo en forma lineal, como cuando hacemos una línea del tiempo, nos puede ayudar a dimensionar las proporciones, pero el concepto de tiempo profundo es difícil de entender como distancias: ¿qué es lejos? Llega un punto en que la lejanía nos es igual de irrelevante que el pasado remoto. Pensemos en las estrellas: decir que algo está a millones de kilómetros es tan abstracto como lo que sucedió hace 60 millones de años.

No tenemos el mismo problema con los volúmenes, sin embargo. Somos capaces de concebir nuestra pequeñez comparada con la bastedad de los océanos. Supongamos que una gota de agua representa el tiempo de vida promedio de un humano (0.05 mL de agua): esta será nuestra unidad de medida.

Actualmente estamos en el año 2017, que es el equivalente a unas 26.8 vidas humanas (imaginemos que desde el año 0 hasta hoy, el día que murió un humano de 75 años nació el siguiente que llegaría a vivir otros 75 años, y así sucesivamente; 27 personas han vivido y muerto en sucesión desde el año 0 hasta hoy). Del año 0 al año 2017 han pasado 27 gotas de agua (1.35 mL).

Los primeros vestigios de civilización humana se localizan en lo que se conoce como la revolución neolítica, cuando el ser humano comenzó a desarrollar ciudades-estado. De esta remota época data la ciudad de Göbleki Tepe en Turquía, datada para el año 9,130 antes de Cristo. Esto equivale a 121 vidas humanas de 75 años sucesivas: 121 gotas de agua. Estos son 6.05 mL de agua, más los 1.35 anteriores tenemos 7.4 mL (una cucharadita y media). En cucharadita y media hemos englobado toda la civilización humana.

Ruinas de Göbleki Tepe, en Turquía.
Los restos más antiguos de Homo sapiens se encuentran en Etiopía, conocidos como los humanos de Kibish (los restos de Omo I), con una antigüedad de 195 000 años. Esto es igual a 7,222 vidas humanas de 75 años en sucesión. Este número ya es imposible en vidas humanas, pero en gotas de agua suman 361 mL. Una lata de refresco contiene 355 mL. Podemos decir que podemos contar casi de corrido la historia de la humanidad desde Göbleki Tepe hasta hoy. Toda la actividad humana que sucedió antes de este vestigio no está documentada de ninguna forma. Es decir, que de la lata de agua y el vasito de 10 mL de historia de la humanidad, conocemos con certeza (o haciéndonos un favor) una cucharadita y media.

Los libros de historia comienzan a contar la historia de los humanos desde los primeros homínidos capaces de producir herramientas (el género Homo). Esto supone que el origen de la humanidad comenzó hace 2.5 millones de años (desde el origen del Homo habilis), en una época que conocemos como Paleolítico. Esto ya nos da un total de 1,666.7 mL, o 1.6 litros de agua. La historia del género Homo cabe cómodamente ahora en 2 botellas de 1 litro de agua. Esto son 2.5 millones de años.

Todos los dinosaurios, a excepción de las aves, se extinguieron tras el impacto de un asteroide contra la Tierra en lo que hoy es la Península de Yucatán, México, hace 66 millones de años (llamamos a este evento como evento K/Pg por la abreviación de Cretácico-Paleógeno). El tiempo que ha pasado desde el evento K/Pg hasta hoy equivale a 44 litros de agua. Dos garrafones de agua de 20 litros y 14 botellas de agua contienen el tiempo que, tristemente, hemos vivido sin dinosaurios no avianos.

Los restos más antiguos de los dinosaurios parecen datar de hace 243 millones de años (la discrepancia viene de saber bien a bien cuáles fueron los primeros dinosaurios, pero esta edad es la asignada a los restos africanos del "dinosaurio" Nyasasaurus). El tiempo desde este primer dinosaurio hasta hoy es igual a 162 litros de agua (8 garrafones de 20 litros y dos botellas de 1 litro de agua).

Las primeras formas de vida que conquistaron la tierra firme parecen ser las plantas. Cooksonia es una planta muy sencilla de pequeños tallos, sin hojas ni corteza, que vivió en Escocia durante el periodo Silúrico. Se estima así que las plantas comenzaron a colonizar la tierra firma como pequeños bosques de musgos a las orillas de los lagos hace 420 millones de años. La vida en tierra firme desde estos bosques de musgos hasta hoy cabe en 280 litros de agua (14 garrafones de agua).

Reconstrucción en computadora de Cooksonia, de
acuerdo con Boyce (2008), con tallos no foto-
sintéticos. Estas pequeñas plantas (máximo 3mm de alto)
 del Silúrico medio, encontradas en Inglaterra y Gales,
 formaban pequeños bosques en los márgenes
de cuerpos de agua.

Antes de este momento crucial de la colonización de la tierra firme por las plantas, la vida estuvo confinada a los océanos. Las plantas, los hongos y los animales son todos organismos multicelulares. La multicelularidad es un fenómeno que sucedió cuando células independientes comenzaron a producir complejos celulares donde unas células realizaban unas funciones distintas a las otras. Estimaciones recientes parecen indicar que este fenómeno pudo haberse desencadenado con una mutación en el dominio de interacción de la proteína guanilato cinasa. La guanilato cinasa es una enzima muy antigua que tenemos todos los organismos porque permite convertir las moléculas de ATP en moléculas de ADP, es decir, está encargada de suministrar energía a todos los procesos celulares. Se estima que este evento pudo haber ocurrido hace 800 millones de años. Esto sería igual a 533 litros de agua. En perspectiva, todo este tiempo no nos permite llenar una cisterna de agua pequeña (1000 litros de agua).

Este año se descubrió en Canadá que las primeras evidencias de vida parecen datar de hace 4.24 mil millones de años. Este número es indigerible, pero en nuestros litros de agua llegamos al total de 2,853 litros (que caben perfectamente en 3 cisternas pequeñas). Las evidencias de rocas más antiguas, estimadas a ser lo más cercano al origen de la Tierra indican una edad de 4.54 mil millones de años, o 3,096 litros de agua. Es decir, requerimos de 3 cisternas de agua llenas, 4 garrafones de agua y 16 botellas de agua para capturar la edad de la Tierra, el tiempo profundo del que hablaba Hutton en 1788.

Actualmente se estima que el Universo surgió hace 13.8 mil millones de años: 6,666.7 litros de agua (seis cisternas, 33 garrafones y 6 botellas de agua). Recapitulemos: de esa cantidad de agua, la vida de una persona es apenas una gota. Una cucharadita y media es nuestra civilización. Visto así, ya no es tan intimidante... pero ¿qué pasa si hacemos una reflexión sobre lo que sabemos de ese cuerpo imaginario de agua?

Imaginemos a un biólogo moderno intentando explicar la vida y lo improbable del Universo. Decimos que la biología moderna se funda con la publicación del libro El Origen de las Especies de Charles Darwin en 1859. Este tiempo equivale a 2 gotas de agua. El biólogo llegará a ese cuerpo de agua a tomar una muestra de 2 gotas de agua para intentar explicarnos el contenido de las seis cisternas y pico.

Ahora imaginemos que un cosmólogo vive en una gota de agua. Mira hacia todas direcciones dentro de su gota de agua. Nuestro conocimiento del Universo es casi como si le preguntáramos a este cosmólogo en miniatura lo que nos puede decir del Universo, y que su respuesta sea, desde su perspectiva, que está hecho de agua líquida. No sabe cómo se llenó. No sabe de dónde vino esa agua. No sabe la forma de la cisterna. Pero el asombro del humano con esa bastedad es casi tan grande.

La ensenada de Lulworth Cove, en Inglaterra. Los pliegues que han quedado descubiertos por la erosión muestran estratos depositados a lo largo del tiempo, representando momentos de duraciones diferentes y fenómenos diferentes.