Origen y Evolución del Sistema Solar y la Tierra: Del Big Bang a la Vida

El Sistema Solar: Modelos, Composición y Origen

Del Geocentrismo al Heliocentrismo

• Modelo Geocéntrico de Ptolomeo: A lo largo de la historia del pensamiento, han resultado dominantes las ideas que situaban a la especie humana en el centro del universo y que para ella había sido creada la Tierra y lo que la rodea (perspectiva antropocéntrica). Así, la Tierra es el centro del universo y todo gira alrededor de ella.
• Revolución Copernicana: El modelo heliocéntrico fue expuesto por Copérnico, quien defiende que el Sol es el centro de nuestra galaxia y el resto de los planetas giran alrededor de él.

Composición del Sistema Solar

• Sol: Es la estrella de nuestro sistema planetario. El Sol gira en torno a su eje.
• Planetas: Son cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol. Se diferencian entre:
  • Planetas interiores: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte son los que se encuentran más cercanos al Sol. Tienen un tamaño pequeño, superficie rocosa y atmósfera gaseosa.
  • Planetas exteriores: Júpiter, Urano, Saturno y Neptuno son los planetas que se encuentran más alejados del Sol. Tienen un tamaño grande, sus superficies no son rocosas y se encuentran fundamentalmente en estado gaseoso y líquido.
• Planetas enanos: Cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol, pero que tienen una masa lo suficientemente grande para adoptar una forma casi esférica, pero no para haber barrido su órbita, como Ceres, Plutón e Iris.
• Satélites: Son cuerpos celestes que orbitan en torno a los planetas. La Luna es uno de ellos. Todos los planetas tienen satélites, menos Mercurio y Venus.
• Cuerpos menores del sistema solar: Son todos los cuerpos celestes que orbitan en torno al Sol y que no son planetas, ni planetas enanos, ni satélites. Fundamentalmente incluye:
  • Asteroides: Son cuerpos rocosos menores. La mayoría se encuentran en el cinturón de asteroides.
  • Cometas: Son pequeños cuerpos celestes que orbitan más allá de Neptuno. Están constituidos por hielo y partículas de polvo, denominados "bolas de nieve sucia".

Requisitos para una Teoría Científica

Para que una teoría se pueda considerar científica:

1. Debe basarse en hechos, en observaciones o en experiencias, es decir, tiene que estar fundada.
2. Debe explicar esos hechos y observaciones.
3. Debe ser refutable, es decir, tiene que ser posible comprobar si no es correcta.

Características que debe explicar una Teoría sobre el Origen del Sistema Solar

1. El Sol y los planetas giran en el mismo sentido.
2. La órbita de todos los planetas son elipses.
3. Las órbitas de todos los planetas se sitúan aproximadamente en el mismo plano.
4. Los planetas interiores son pequeños y densos, mientras que los exteriores son grandes y ligeros.
5. Todos los cuerpos celestes tienen numerosos cráteres de impacto.

Teoría Planetesimal: Formación del Sistema Solar

Proceso:

1. Nebulosa inicial: Hace unos 4600 millones de años, una nebulosa giratoria de polvo y gas, cuyas dimensiones eran superiores al sistema solar, comenzó a contraerse.
2. Colapso gravitatorio: La contracción formó una gran masa central y un disco giratorio en torno a ella.
3. Formación del protosol: La colisión de las partículas en la masa central liberó gran cantidad de calor. Comenzó la fusión del hidrógeno, lo que marcará el nacimiento de una estrella, el protosol, en el interior de la nebulosa.
4. Formación de planetesimales: Las partículas de polvo y gas que giran en torno al protosol colisionan y se fusionan, originando cuerpos mayores.
5. Formación de protoplanetas: Las colisiones de los planetesimales y su unión forman protoplanetas.
6. Barrido de la órbita: Cada protoplaneta fue despejando su zona orbital de planetesimales.

Nacimiento de la Tierra

1. Formación del protoplaneta terrestre: Debido a la colisión de planetesimales, aumentó su masa y, por lo cual, su atracción gravitatoria, lo que dio lugar a nuevos planetesimales acrecionados al aumento de la Tierra. Los impactos aumentaron la temperatura en la Tierra.
2. Diferenciación por densidades: El hierro se desplazó a las zonas más profundas, lo cual propició la formación del núcleo terrestre. Simultáneamente, los gases del interior, en el cual abundaba el vapor de agua, emigraron a la superficie. Gracias a este proceso pudo surgir la vida.
3. Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos: El bombardeo se redujo a medida que la Tierra fue despejando su órbita y comenzó a enfriarse. Al descender la temperatura de las rocas, la superficie se favoreció a la condensación del vapor de agua, permitiendo que el agua ocupara los relieves más bajos y se formasen los océanos.

Origen de la Luna

1. Probabilidad hermana: La Luna se habría formado al mismo tiempo que la Tierra en su zona orbital y siguiendo un proceso paralelo al de nuestro planeta.
2. Adoptada: Para esta hipótesis, se habrían formado simultáneamente, pero la Luna lo habría hecho en una zona más alejada del Sol (lo que justificaría su menor densidad).
3. Hija: Es la hipótesis más aceptada. Sostiene que un planeta colisionó con la Tierra en los primeros momentos de la existencia de la Tierra. Los materiales del impacto del planeta fueron orbitando en torno a la Tierra, uniéndose y formando la Luna.

El Universo en Expansión: Teoría del Big Bang

1. Tiempo cero: Momento inicial en el que toda la materia y energía se encuentra concentrada en un punto de densidad casi infinita.
2. Inflación: Al producirse la explosión de forma súbita, el universo multiplicó extraordinariamente su tamaño. No había materia como tal, solo partículas subatómicas y radiación.
3. Síntesis primordial de hidrógeno y helio: A medida que el universo se expande, se forman átomos de hidrógeno y helio, y la radiación siguió su camino. Es denominada radiación cósmica de fondo.
4. Formación de galaxias: Millones de años después de la explosión, se formaron las galaxias con sus nebulosas y estrellas.
5. Formación de elementos pesados: Algunos elementos más pesados, como el calcio o el hierro, requerirían las condiciones que desencadenarían las supernovas, cuyas explosiones los esparcirían por el universo.

Síntesis Prebiótica: El Origen de la Vida

1. Formación de moléculas orgánicas sencillas.
2. Formación de moléculas complejas (proteínas, lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos).
3. Formación de coacervados: Esferas huecas que quedan encerrando moléculas, como ácidos nucleicos, que podían hacer copias de sí mismos.
4. Formación de bacterias heterótrofas.
5. Aparición de bacterias fotosintéticas.
6. Formación de estromatolitos (colonias de bacterias).
7. Formación de células eucariotas.