ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR : TEORÍA DEL BIG BANG

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ORIGEN DE LA VIDA

Cecilia Bocchino - Silvia Márquez

EVOLUCIÓN QUIMICA Y CELULAR

ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR : TEORÍA DEL BIG BANG

Fig. 15.1- Primera etapa de la formación del Universo

Hay evidencias de que hace diez mil o veinte mil millones de años el Universo se hallaba en una fase de caos original estallando en una gran explosión o “Big Bang“. La información sobre las condiciones físicas del Universo primitivo la podemos obtener de la construcción de modelos matemáticos y de la búsqueda de vestigios cosmológicos.

Bajo la acción de la gravedad, cualquier irregularidad lo suficientemente grande que exista en el Cosmos, tiende a aumentar de tamaño y a volverse más pronunciada . Esto sucede por la acción atractiva de la gravedad que aumenta al crecer la masa. Por lo tanto, cuando una región del Universo reúne materia, la fuerza de gravedad crece, lo que ocasiona que se acumule más materia, el proceso así tiende a incrementar su velocidad naturalmente.

La hipótesis actual es que nuestro Universo se inició con alteraciones de diferentes tamaños y que procesos complejos seleccionaron y favorecieron el desarrollo de las que tenían dimensiones galácticas más típicas.

Fig. 15.2 - Formación de los protoplanetas del Sistema Solar

Después del crecimiento de las irregularidades, las nubes de gas se condensaron rápidamente al actuar la fuerza de gravedad. La fuerza opuesta a la contracción estuvo dada por la tendencia de la materia a expandirse como el resto del Universo. Después la contracción cesó. Los movimientos de rotación al azar que se originaban en la turbulencia y las discontinuidades del movimiento, se incrementaron al disminuir el tamaño de las nubes de gas, del mismo modo que un patinador sobre hielo aumenta su velocidad de rotación al contraer sus brazos.

Luego se llegó a un equilibrio entre la fuerza gravitatoria y la centrífuga con una forma resultante de disco aplanado en rotación, que es la estructura que se ha detectado que poseen muchas galaxias.

Parece probable entonces que el Sol empezó como una nube de gas en lenta rotación, del tamaño aproximado del sistema solar, varias miles de veces su tamaño actual. Al contraerse, empezó a girar más rápido, como el patinador sobre hielo. Durante el proceso, la rotación se volvió tan rápida que las regiones ecuatoriales de la superficie del protosol se separaron y se expulsó un disco de materia; como las chispas que se desprenden de una rueda de fuegos artificiales .

Los elementos livianos, como el hidrógeno, se ubicaron en los bordes del disco, mientras que pequeñas cantidades de elementos más pesados, como el hierro (Fe), carbono (C), sílice (Si), níquel (Ni), incluso oro (Au) y uranio (U), quedaron cerca del centro. Los planetas se formaron a partir del disco giratorio .

Los planetas grandes y livianos como Júpiter y Saturno se formaron con los elementos livianos situados en el borde del disco, mientras que las pequeñas cantidades de elementos pesados ubicados más cerca del Sol originaron los planetas pequeños como la Tierra y Marte.

Fig. 15. 3- Formación del Sistema Solar

Para saber cuánto tiempo hace que se originó la Tierra se ha medido el grado de desintegración de varios elementos radioactivos, como el uranio, que se ha desintegrado desde la formación de la Tierra. La edad calculada es de cuatro mil quinientos millones de años (4. 500 m. a ). Los meteoritos y las rocas traídas de la Luna tienen aproximadamente la misma edad. Al Sol se le calcula una edad similar a partir de varios métodos de cálculo basados en la teoría de la evolución estelar.

El disco, antes mencionado que giraba alrededor del Sol contenía todo tipo de materiales, se fueron condensando lentamente en planetoides. El gas, el polvo, las rocas y otros fragmentos fueron atrapados por torbellinos y formaron aglomerados o agrupaciones debido a la atracción gravitatoria y a los choques. Progresivamente, estos pequeños cuerpos se unieron a otros mayores, que a su vez se fusionaron para formar planetas. Durante millones de años, la Tierra recién formada, sufrió grandes cataclismos al chocar contra su superficie grandes meteoritos, quizás de varios kilómetros de diámetro, que provocaron el surgimiento de grandes montañas de roca fundida. La energía de estos choques mantuvo la Tierra en estado de fusión, permitiendo a los elementos más pesados como el Fe y el Ni, hundirse hacia el centro y a los silicatos, más livianos, moverse hacia la superficie para formar una corteza sólida .

Finalmente, las explosiones terminaron y el Sol alcanzó su fase estable de combustión de hidrógeno.

Para hacernos una idea de la potencia del impacto producido por la caída de meteoritos durante la formación del sistema solar, basta con observar la superficie de otros planetas. Incluso la superficie lunar muestra una gran cantidad de cráteres y hoyos, algunos de cientos de kilómetros de diámetro producidos por esos choques .

SÍNTESIS DE LOS PRIMEROS COMPUESTOS ORGÁNICOS

A medida que la Tierra primitiva se enfriaba, los primeros compuestos que se formaron quizás fueron siliciuros, hidruros y carburos de metales bivalentes y trivalentes, únicos estables a esas altas temperaturas. Luego los metales fueron oxidados y así se fijó el O2 .

Así la atmósfera quedó compuesta por N2 residual, H2 y gases raros. Más tarde el N2 redujo los óxidos férricos a ferrosos y se formó así el vapor de agua :

Fe2 O3 + H2 2 Fe O + H2O

El vapor de agua reaccionando con los carburos, nitruros, fosfuros, sulfuros produjo hidrocarburos como el metano ( CH4 ), otros compuestos como amoníaco ( NH 3 ), hidrógeno sulfurado y fosforado, etc. En esta etapa la atmósfera estaba compuesta por N2, gases raros, vapor de agua, amoníaco, hidrocarburos, siliciuros, fosfuros, arseniuros de N2 (atmósfera fétida, como la que tienen actualmente Júpiter y Saturno ).

Al enfriarse la corteza se formó CO ( monóxido de carbono ) y quizás CO2 ( según el bioquímico J. B. S. Haldane, otro autor A. Oparin opina que no había CO2), el vapor de agua más los hidrocarburos, los siliciuros y sulfuros fueron oxidados a sílice, ácido fosfórico y de allí a sales : silicatos, sulfatos, fosfatos. Por último se condensó el vapor de agua y se formaron los mares y océanos primitivos, donde se disolvieron las sales de los metales volátiles, especialmente los cloruros,

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