Un calor radiogénico ni escaso ni excesivo es clave en la habitabilidad de un planeta

(phl.upr.edu)

 

La habitabilidad de un planeta depende en buena medida de que tenga o no un campo magnético. Y la existencia de dicho campo magnético depende del calor radiogénico, es decir, el generado por elementos radiactivos. Este calor, ni puede ser escaso ni puede ser excesivo. En ambas situaciones en planeta no sería habitable. 

El calor radiogénico se debe a los elementos radiactivos del planeta, básicamente toro y uranio. Su desintegración impulsa la tectónica de placas y, según el estudio que se referencia más abajo, esta tectónica es necesaria para que el planeta genere un campo magnético que lo proteja de los vientos solares y los rayos cósmicos. 

El campo magnético se puede crear por la convección existente en el núcleo metálico (es decir, el movimiento circular de fluidos responsable del transporte de calor, como el que ocurre cuando se calienta agua en un recipiente y la hace subir por el centro y bajar por las paredes). La convección crea una dinamo interna o geodinamo que es la que genera el campo magnético del planeta. Este calentamiento lo produce la desintegración radiactiva. Mientras los elementos radiactivos se sigan desintegrando el calor persiste. 

Ahora bien, hay que tener en cuenta que no se produce el efecto de generación del campo magnético ni si el calor es excesivo ni si es demasiado poco. Los investigadores han estudiado cuál es el necesario para que todo funcione como en la Tierra construyendo un modelo de la producción de calor radiogénico en nuestro planeta. 

Si el calentamiento radiogénico del exoplaneta es mayor que el de la Tierra, aquel no puede sostener el funcionamiento permanente de una geodinamo porque la mayor parte del torio y el uranio terminan en el manto, y demasiado calor en el manto actúa como aislante, evitando que el núcleo fundido pierda calor lo suficientemente rápido como para generar los movimientos convectivos que producen el campo magnético.

Con más calentamiento interno radiogénico, el planeta también tiene mucha más actividad volcánica, lo que podría producir frecuentes eventos de extinción masiva. Por otro lado, muy poco calor radiactivo resulta en ausencia de vulcanismo y en un planeta geológicamente "muerto".

Así que solo en condiciones intermedias se puede conseguir que un planeta tenga una probabilidad razonable de generar vida. 

Según los investigadores, la falta de un campo magnético es parte de la razón, junto con su menor gravedad, por la que Marte tiene una atmósfera muy delgada. Aunque tuvo una atmósfera más espesa e incluso agua superficial, sin la protección de un campo magnético la radiación destruye estos elementos necesarios para la vida. Los vientos estelares, que son flujos rápidos de material expulsado de las estrellas, pueden erosionar constantemente la atmósfera de un planeta si no tiene un campo magnético.

Y este es impulsado por el calentamiento interno, que a su vez genera tectónica de placas, actividad geológica como el vulcanismo, que produce una atmósfera, ciclo del carbono, etc. 

Los elementos radiactivos necesarios para el calentamiento radiogénico se crean durante las fusiones de estrellas de neutrones, que son eventos extremadamente raros. Los dos elementos radiactivos típicos de vida más larga son el torio y el uranio, pero también se han detectado otros muy importantes (por espectroscopía) como el europio. 

El estudio se ha publicado en Francis Nimmo, Joel Primack, S. M. Faber, Enrico Ramirez-Ruiz, Mohammadtaher Safarzadeh. Radiogenic Heating and Its Influence on Rocky Planet Dynamos and Habitability. The Astrophysical Journal, 2020; 903 (2): L37 DOI: 10.3847/2041-8213/abc251.

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