LOS OCEANOS

LOS OCEANOS

¿Cómo y cuándo se formaron los océanos?

A principios del siglo XX se pensaba que la Tierra y los demás planetas estaban formados de materia arrancada del Sol. Y circulaba la imagen de una Tierra en gradual proceso de enfriamiento, desde la incandescencia hasta el rojo vivo, para pasar luego a un calor moderado y finalmente al punto de ebullición del agua. Una vez enfriada lo bastante para que el agua se condensase, el vapor de agua de la atmósfera caliente de la Tierra pasó a estado líquido y empezó a llover, y llover, y llover. Al cabo de muchos años de esta increíble lluvia de agua hirviendo que saltaba y bramaba al golpear el suelo caliente, las cuencas de la accidentada superficie del planeta acabaron por enfriarse lo bastante como para retener el agua, llenarse y constituir así los océanos.

Muy espectacular…, pero absolutamente falso. Hoy día, los científicos están convencidos de que la Tierra y demás planetas no se formaron a partir del Sol, sino a partir de partículas que se conglomeraron hacia la misma época en que el Sol estaba gestándose. La Tierra nunca estuvo a la temperatura del Sol, pero adquirió bastante calor gracias a la energía de colisión de todas las partículas que la formaron. Tanto, que su masa, relativamente pequeña, no era capaz en un principio de retener una atmósfera ni el vapor de agua. O lo que es lo mismo, el cuerpo sólido de esta Tierra recién formada no tenía ni atmósfera ni océanos. ¿De dónde vinieron entonces?

Desde luego había agua (y gases) combinada débilmente con las sustancias rocosas que constituían la porción sólida del globo. A medida que esa porción sólida se fue empaquetando de forma cada vez más compacta bajo el tirón de la gravedad, el interior se fue haciendo cada vez más caliente. Los gases y el vapor de agua se vieron expulsados de esa su anterior combinación con la roca y abandonaron la sustancia sólida. Las pompas gaseosas, al formarse y agruparse, conmocionaron a la joven Tierra con enormes cataclismos, mientras que el calor liberado provocaba violentas erupciones volcánicas. Durante muchísimos años no cayó ni una gota de agua líquida del cielo; era más bien vapor de agua, que salía silbando de la corteza, para luego condensarse. Los océanos se formaron desde arriba, no desde abajo.

En lo que los geólogos no están de acuerdo hoy día es en la velocidad de formación de los océanos. ¿Salió todo el vapor de agua en cosa de mil millones de años, de suerte que el océano tiene el tamaño actual desde que comenzó la vida? ¿O se trata de un proceso lento en el que el océano ha ido creciendo a través de las eras geológicas y sigue creciendo aún? Quienes mantienen que el océano se formó en los comienzos mismos del juego y que ha conservado un tamaño constante desde entonces, señalan que los continentes parecen ser un rasgo permanente de la Tierra. No parece que fuesen mucho más grandes en tiempos pasados, cuando era el océano supuestamente mucho más pequeño.

Por otra parte, quienes opinan que el océano ha venido creciendo constantemente, señalan que las erupciones volcánicas escupen aún hoy cantidades ingentes de vapor de agua al aire: vapor de agua de rocas profundas, no del océano. Además, en océanos como el Pacífico hay montañas submarinas cuyas cimas, planas, quizá estuviesen antes al nivel del mar, pero ahora quedan a cientos de metros por debajo de él.

Acaso sea posible llegar a un compromiso. Se ha sugerido que aunque el océano ha ido efectivamente creciendo continuamente, el peso del agua acumulada hizo que el fondo marino cediera. Es decir, los océanos han crecido constantemente en profundidad, no en anchura. Lo cual explicaría la presencia de esas mesetas marinas sumergidas y también la existencia de los continentes.

Los océanos ¿se están haciendo más salados? ¿Se harán algún día tan salados que maten toda la vida? En la Tierra existe un ciclo del agua. Cada año se evaporan unos 125.000 kilómetros cúbicos de agua del océano, que luego caen en forma de lluvia y vuelven, de un modo u otro, al océano. El equilibrio entre las dos ramas del ciclo -evaporación y vuelta al océano- no es perfecto. De todo el contenido del océano, sólo se evapora el agua propiamente dicha, de modo que la lluvia es agua casi pura. Pero, al volver a la Tierra, parte de esa agua cae primero sobre tierra firme, se filtra en el suelo y recoge una serie de productos químicos solubles que transporta consigo hasta el océano. El agua de los ríos, por ejemplo, es sal en un 1/100 de 1 por 100: no lo suficiente para dejar de ser insípida, pero sí para ser importante.

Parece, pues, que el océano está recibiendo constantemente trazas de sales y otros productos químicos de la Tierra, sin perder ni un ápice de ellos durante la evaporación. Hay que pensar, por tanto, que el océano se hace cada vez más salino; muy despacio, claro está, pero al cabo de millones y millones de años de tiempo geológico la sal tendría que alcanzar concentraciones enormes. Hoy día, las aguas del océano contienen un 3,5 por 100 de materiales disueltos, que en su mayor parte son sal común.

El agua de los ríos vierte también sus sales en algunos lagos interiores que no están conectados con el mar, acumulándose allí los materiales disueltos igual que en el océano. Si el lago está situado en una región cálida y su velocidad media de evaporación es mayor que la del océano, los materiales disueltos se acumulan con mayor rapidez y el lago puede llegar a tener una salinidad mucho mayor que la del océano. El mar Muerto, en la raya entre Israel y Jordania, tiene un 25 por 100 de materiales disueltos. Es tan salado, que no hay nada capaz de vivir en sus aguas.

El océano ¿está abocado también a un fin tan lúgubre? Podría ser, si no fuera porque hay procesos que tienden a reducir el contenido salino del océano. Las tormentas, por ejemplo, arrastran consigo tierra adentro la espuma de las olas y distribuyen sobre el continente las sales disueltas.

Pero hay un factor que opera a una escala mucho más importante, y es que ciertas combinaciones de sustancias disueltas, en concentraciones suficientes, se unen en compuestos insolubles que van a parar al fondo del mar. Y, por otro lado, hay sustancias que son absorbidas por las células de los organismos marinos. El balance final es que el océano es mucho menos rico en sustancias disueltas de lo que debería ser si calculamos todo el material que han tenido que aportar los ríos a lo largo de los últimos miles de millones de años. Por otra parte, el fondo del océano es muy rico en sustancias que tienen que haber venido de la tierra. Por todo el suelo marino hay grandes cantidades de metales en forma de nódulos.

Andando el tiempo, puede también que una porción poco profunda del océano quede acorralada por tierras que suben de nivel. Estas porciones de océano se van evaporando poco a poco, dejando atrás grandes cantidades de materiales disueltos, que regresan así a la tierra. Las minas de sal, de las que se pueden extraer grandes cantidades de este compuesto y volúmenes menores de otras sustancias, son los restos de esas porciones de océano desecadas.

¿Cuál es entonces el resultado global? A la larga, ¿aumenta ligeramente la salinidad del océano? ¿en realidad se está haciendo menos salado? ¿Vira unas veces en una dirección y otras en la contraria, conservando por término medio un equilibrio? Los geólogos en realidad no lo saben. Lo que sí saben, y lo sabemos todos, es que las enormes cantidades de plásticos que se vierten al mar, así como otros desechos de todo tipo y condición que el ser humano, en una inconsciencia ancestral, expulsa a los océanos, acabarán por envenenarlos, a menos que se tomen de una vez por todas medidas mucho más drásticas que las se han tomado hasta hoy.

¿Hay de verdad oro en el océano?

Sí, claro. ¿Por qué no lo va a haber? El agua de lluvia corre y se filtra constantemente por las tierras resecas en su camino de vuelta hacia el océano, y al hacerlo disuelve un poco de todos los materiales que empapa y atraviesa. Al final es poca la cantidad disuelta y además hay sustancias que son menos solubles que otras. A lo cual hay que añadir que algunas, después de llegar al océano, se hunden hasta el fondo del mar. Sin embargo, al cabo de los miles y miles de millones de años que lleva existiendo el océano es tanta la cantidad de materiales disueltos que se han vertido en el agua, que verdaderamente hay grandes cantidades de cada elemento en los compuestos mezclados con las moléculas de agua del mar.

Aproximadamente un 3,25 por 100 del mar es materia sólida disuelta; y en total, contando todo, hay 330.000.000 millas cúbicas (1,4 x 10¹⁸metros cúbicos) de agua marina, que pesan aproximadamente 1,5 trillones de toneladas. Si separáramos del agua del mar todas las materias sólidas, obtendríamos un peso total de 50.000 billones (50.000.000.000.000.000) de toneladas. Claro está que más de las tres cuartas partes de la materia sólida es sal ordinaria, pero en el cuarto restante hay un poco de todo.

Por ejemplo, hay suficientes compuestos de magnesio para dar un total de 1.900.000.000.000.000 (1.900 billones) de toneladas de ese metal. Con esta reserva oceánica tendríamos para mucho tiempo, sobre todo porque lo que extrajésemos y usásemos iría a parar de nuevo, en último término, al océano. Pero ocurre que el magnesio no está repartido de manera discontinua, con ricas bolsas aquí y allá (como sucede con los minerales terrestres). El hecho de que esté repartido uniformemente por todo el océano significa que, aun trabajando con un rendimiento perfecto, tendríamos que extraer magnesio de 950 litros de agua marina para obtener un kilo. Hoy día hay ya métodos para hacerlo económicamente, pudiendo obtenerse magnesio en cantidades cualesquiera de manera rentable.

Otro elemento que se halla presente en el agua marina en cantidades grandes es el bromo (un pariente del cloro, pero menos común). El mar contiene compuestos disueltos que arrojarían un total de 100 billones (100.000.000.000.000) de toneladas de bromo. Equivale aproximadamente a un veinteavo de la reserva de magnesio, con lo cual habría que despojar de su contenido a una cantidad de agua veinte veces mayor -unos 19.000 litros, con rendimiento perfecto- para obtener un kilo de bromo. También en este caso se puede trabajar con rentabilidad, y de hecho el mar es uno de los principales proveedores de bromo del mundo.

Un tercer pariente del cloro y del bromo es el yodo. A escala mundial escasea más que ellos, y en el océano se halla presente en cantidades mil veces menores que el bromo. El total asciende a 86.000 millones de toneladas, lo cual suena a mucho, pero equivale sólo a un kilo por cada 20 millones de litros de agua. Es demasiado poco para que su extracción directa resulte rentable, pero, por suerte, las algas marinas se encargan de extraer el yodo por nosotros y sus cenizas proporcionan cantidades importantes de este elemento.

Lo cual nos lleva al oro. La cantidad total de oro que hay en el agua del mar oscila entre los 6 y los 12 millones de toneladas. Si hubiese dado esta cifra al principio del artículo, habría sonado a muchísimo. ¡Por lo menos 6 millones de toneladas! ¡Qué barbaridad! Pero a estas alturas veréis que no es mucho. Para extraer un solo kilo de oro habría que escudriñar de 130 a 270 mil millones de litros, lo cual costaría mucho más que un kilo de oro. Así que el oro se deja en el océano.

¿Qué ocurriría si se derritieran los casquetes glaciares?

La superficie de tierra firme de nuestro planeta soporta una carga de unos 38 millones de kilómetros cúbicos de hielo (de los cuales, un 85 por 100 está en el continente de la Antártida). Como el agua es algo más densa que el hielo, esos 38 millones, al derretirse, se quedarían en unos 33 millones de kilómetros cúbicos de agua. Está claro que si el hielo se derritiese, toda el agua, o casi toda, iría a parar al océano. El océano tiene una superficie total de 360 millones de kilómetros cuadrados, Si dicha superficie permaneciera constante y los 33 millones de kilómetros cúbicos de hielo fundido se esparcieran uniformemente por toda su extensión alcanzaría una altura de 33/360 ó 0,092 kilómetros. Es decir, la capa de hielo fundido tendría un espesor de 92 metros.

Pero lo cierto es que la extensión superficial del océano no permanecería constante, porque, de subir su nivel, se comería unos cinco millones de kilómetros cuadrados de las tierras bajas que hoy día están en sus orillas. Lo cual significa que la superficie del océano aumentaría y que la capa de ese nuevo aporte de agua no sería tan gruesa como acabamos de suponer, aparte de que el peso adicional de agua haría ceder un poco el fondo del mar. Aun así, el nivel subiría probablemente unos 60 metros, lo bastante como para alcanzar la vigésima planta del Empire State Building y anegar buena parte de las zonas más pobladas de la Tierra.

La cantidad de hielos terrestres ha variado mucho a lo largo de la historia geológica de la Tierra. En el apogeo de un período glacial avanzan, gigantescos, los glaciares sobre millones de kilómetros cuadrados de tierra, y el nivel del océano baja hasta el punto de dejar al aire libre las plataformas continentales. En cambio, cuando la carga de hielo es prácticamente nula, como sucedió durante decenas de millones de años, el nivel del océano es alto y pequeña la superficie continental.

Ninguna de las dos situaciones tiene por qué ser catastrófica. En pleno período glacial, los hielos cubren millones de kilómetros cuadrados de tierra, que quedan así inhabilitados para la vida terrestre. Pero, en cambio, salen a la luz millones de kilómetros cuadrados de plataforma continental, con posibilidad de ser habitados. Si, por el contrario, se derrite el hielo, el agua anegará millones de kilómetros cuadrados, que quedan así inservibles para la vida terrestre. Pero en ausencia de hielo y con áreas terrestres más pequeñas, el clima será ahora más benigno y habrá pocos desiertos, por lo cual será mayor el porcentaje de tierras habitables. Y como la variación en el volumen total del océano es relativamente pequeña (6 ó 7 por 100 como máximo), la vida marina no se verá afectada demasiado.

Si el cambio de nivel durase miles y miles de años, como siempre ha sido en el pasado, no habría dificultad para afrontarlo. Pero el problema es que la tecnología humana está vertiendo todo tipo de gases, polvo y sobre todo, anhídrido carbónico en el aire. El polvo intercepta la radiación solar y enfría la Tierra, mientras que el anhídrido carbónico atrapa el calor y la calienta. Si uno de los efectos llega a predominar en el futuro sobre el otro, la temperatura de la Tierra quizá suba o baje con relativa rapidez. Y en cosa de cien años puede que los hielos se derritan o que se formen glaciares continentales.

Lo catastrófico no será tanto el cambio en sí como la velocidad del cambio. Y esa velocidad, todos lo sabemos (incluso los políticos), está aumentando hoy en día con una aceleración que nos puede llevar al desastre.

¿De dónde vino el aire que respiramos?

La opinión de los astrónomos es que los planetas nacieron de torbellinos de gas y polvo, constituidos en general por los diversos elementos presentes, en proporciones correspondientes a su abundancia cósmica. Un 90 por 100 de los átomos eran hidrógeno y otro 9 por 100 helio. El restoincluía todos los demás elementos, principalmente neón, oxígeno, carbono, nitrógeno, carbón, azufre, silicio, magnesio, hierro y aluminio. El globo sólido de la Tierra en sí nació de una mezcla rocosa de silicatos y sulfuros de magnesio, hierro y aluminio, cuyas moléculas se mantenían firmemente unidas por fuerzas químicas. El exceso de hierro fue hundiéndose lentamente a través de la roca y formó un núcleo metálico incandescente.

Durante este proceso de aglomeración, la materia sólida de la Tierra atrapó una serie de materiales gaseosos y los retuvo en los vanos que quedaban entre las partículas sólidas o bien mediante uniones químicas débiles Estos gases contendrían seguramente átomos de helio, neón y argón, que no se combinaron con nada; y átomos de hidrógeno, que o bien se combinaron entre sí por parejas para formar moléculas de hidrógeno (H₂), o bien se combinaron con otros átomos: con oxígeno para formar agua (H₂O), con nitrógeno para formar amoníaco (NH₃) o con carbono para formar metano (CH₄). A medida que el material de este planeta en ciernes se fue apelotonando, el efecto opresor de la presión y el aún más violento de la acción volcánica fueron expulsando los gases. Las moléculas de hidrógeno y los átomos de helio y neón, al ser demasiado ligeros para ser retenidos, escaparon rápidamente.

La atmósfera de la Tierra quedó constituida por lo que quedaba: vapor de agua, amoníaco, metano y algo de argón. La mayor parte del vapor de agua, pero no todo, se condensó y formó un océano. Tal es, en la actualidad, la clase de atmósfera que poseen algunos planetas como Júpiter y Saturno, los cuales, sin embargo, son bastante grandes para retener hidrógeno, helio y neón.

Por su parte, la atmósfera de los planetas interiores comenzó a evolucionar químicamente. Los rayos ultravioletas del cercano Sol rompieron las moléculas de vapor de agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno escapó, pero el oxígeno fue acumulándose y combinándose con amoníaco y metano. Con el primero formó nitrógeno y agua; con el segundo, anhídrido carbónico y agua. Poco a poco, la atmósfera de los planetas interiores pasó de ser una mezcla de amoníaco y metano a una mezcla de nitrógeno y anhídrido carbónico. Marte y Venus tienen hoy día atmósferas compuestas por nitrógeno y anhídrido carbónico, mientras que la Tierra debió de tener una parecida hace miles de millones de años, cuando empezó a surgir la vida.

Esa atmósfera es además estable. Una vez formada, la ulterior acción de los rayos ultravioletas sobre el vapor de agua hace que se vaya acumulando oxígeno libre (moléculas formadas por dos átomos de oxígeno, O₂). Una acción ultravioleta aún más intensa transforma ese oxígeno en ozono (con tres átomos de oxígeno por molécula, O₃). El ozono absorbe la radiación ultravioleta y actúa de barrera. La radiación ultravioleta que logra atravesar la capa de ozono en la alta atmósfera y romper las moléculas de agua más abajo es muy escasa, con lo cual se detiene la evolución química de la atmósfera…, al menos hasta que aparezca algo nuevo.

Pues bien, en la Tierra apareció de hecho algo nuevo. Fue el desarrollo de un grupo de formas de vida capaces de utilizar la luz visible para romper las moléculas de agua. Como la capa de ozono no intercepta la luz visible, ese proceso (la fotosíntesis) podía proseguir indefinidamente. A través de la fotosíntesis se consumía anhídrido carbónico y se liberaba oxígeno. Así, pues, hace 500 millones de años, la atmósfera empezó a convertirse en una mezcla de nitrógeno y oxígeno, que es la que existe hoy.