miércoles, septiembre 08, 2010

El gran cataclismo (entrevista a Walter Álvarez)

¿Qué nos enseñan los dinosaurios sobre la historia de la vida? Que no puedes prepararte para un asteroide. La vida tiene un montón de vueltas y obstáculos interesantes e imprevisibles. Paul Sereno.

La desaparición de los dinosaurios de la fina película de la biosfera en un suspiro de tiempo geológico, hace en torno a 65 millones de años, permitió que la clase de los mamíferos prosperara, ocupando todos los nichos ecológicos vacantes dejados por los grandes saurios.

Sin este acontecimiento planetario es seguro que la especie humana no habría evolucionado. Y, por otra parte, si existe cosa tal como un nicho cognitivo, lo habría ocupado alguna otra especie cuyo aspecto difícilmente podemos siquiera conjeturar.

La causa de la extinción de tantos organismos y tan diversos en tan poco tiempo no pudo ser más que una gran catástrofe ambiental. A lo largo de la historia de la vida en nuestro planeta se han dado unas pocas. Los geólogos y biólogos evolucionistas hablan de 5 grandes extinciones en masa. Algunos aseguran que hoy asistimos a la sexta gran extinción, causada por el hombre y su acción destructora del medio y de la biodiversidad que en él florece.

Lo que pudo llevar a los dinosaurios y a otros muchos organismos de su tiempo a su fin lo dedujeron, con gran acierto, dos científicos, padre e hijo, a principios de los 80. Los Álvarez, Luís y Walter, cuya familia es originaria de Asturias, propusieron que un asteroide impactó contra la tierra, provocando una serie de cambios climáticos que, en unos miles de años (geológicamente hablando, como antes decía, un suspiro), condujeron a los lagartos terribles a la extinción. Las pruebas de este impacto se hallan en la presencia de cantidades significativas de iridio, uno de los elementos de la tabla periódica poco común en nuestro planeta y sin embargo presente en los asteroides, en los estratos geológicos correspondientes al final del Cretácico. Faltaba por encontrar un lugar de impacto físicamente reconocible que contribuyese a confirmar dicha hipótesis. Este se encontró en México. Se trata de un cráter de enormes proporciones localizado en la península del Yucatán.

Recientemente, además, se han encontrado otros lugares de impacto que harían mayor aún la catástrofe y más plausible si cabe la hipótesis.

Como dice el paleontólogo Paul Sereno, la lección que de aquel acontecimiento único podemos extraer es que no nos podemos preparar para un asteroide o, dicho de otra forma, que el azar juega un papel nada desdeñable en las vueltas y revueltas del cosmos y de la evolución de la vida.

Pero también podemos extraer otra lección. En la vida hay muerte y extinción, pero están vinculadas con el nacimiento de individuos y especies nuevos. Mientras haya un soplo de vida, un medio ambiente no demasiado extremo y tiempo suficiente, el élan vital prosperará y se diversificará.

Si entonces dominaban la tierra los reptiles. Ahora lo hacen los mamíferos, y, a la cabeza de todos ellos el hombre. Mañana el azar y la necesidad dirán.

Walter Álvarez, geólogo de la Universidad de Berkeley, ha tenido la amabilidad de respondernos unas preguntas, puestas en un correcto inglés por J.M.Guardia.

En inglés:

1 .- What are, in your view, the Earth's geological great moments?

It is hard to be definitive on this, but here are some important ones:

* The initial formation of the Earth, very hot, by many impacts, including the huge one that made the Moon.

* The beginning of plate tectonics, after an early Earth that was too hot for plates to form.

* The development of supercontinents like Rodinia and Pangaea, and their breakup and dispersal.
* The change from a reducing to an oxidizing atmosphere as a result of photosynthesis by microbes.

* The global ice ages of "Snowball Earth."

* The Cambrian explosion of complex, multicellular life.

* Invasion of the land by plants and animals.

* The six great mass extinctions.

These are my quick choices, but other geologists would have other great moments to suggest.

2 .- How are geological, climatic and biological phenomena related?
They are very much linked. For example, photosynthesis makes the atmosphere oxidizing, plants break down rocks into soil, mountain uplift brings up more rock to be eroded, mountains influence weather, plate tectonics changes the shape of ocean basins which controls ocean currents that influence the biogeography of life. One could name many, many examples like these .

3.-You suggested, with your father, that a meteor made the dinosaurs extinct. Is there any alternative hypothesis?

In March 2010, a group of 41 scientists from 12 countries (including Spanish researchers, but not including me), representing all of the relevant specialties, published a major review paper in the journal "Science," and concluded (last sentence in their abstract) that "The temporal match between the ejecta layer and the onset of the extinctions and the agreement of ecological patterns in the fossil record with modeled environmental perturbations (for example, darkness and cooling) lead us to conclude that the Chicxulub impact triggered the mass extinction."

This seems like a community consensus that the mass extinction, 65 million years ago, was caused by the Chicxulub impact.

4.-The Earth is a geologically dynamic planet. For how long it will be?

Probably for longer than the Earth has existed so far. Radioactive heat will continue to drive geological activity for several billion years. And another long-term source of heat is the solidification of the liquid-iron outer core, which gives off latent heat when it crystallizes. There in no energy crisis for the Earth as am active geological planet.

5 .- What can be done today to anticipate and mitigate the consequences of earthquakes?

We do not have the ability to make specific predictions, to say, for example, "there will be a magnitude 7.2 earthquake at a certain place at a particular time." And there are good reasons to think that that will never be possible. However, two other kinds of predictions are indeed possible. (1) Statistical predictions are already available, estimating the probability of an earthquake in a general area in an interval of time. (2) A very exciting development led by Richard Allen at Berkeley is the ability to analyze an earthquake within seconds, as it is happening, and to send that information, more rapidly than the seismic waves travel, to nearby places that that will be shaken within minutes. There are important steps that can be taken automatically during the warning time this gives, for example, to slow down commuter trains, and to have elevators stop at the nearest floor and open their doors. To read about this, see:

http://www.elarms.org/

6.- How has plate tectonics theory revolutionized geology? What are the current points of controversy in the field?

The big question for the last 35 years has always been "What drives the plates?" In a general way it is clear that the thermal gradient from the bottom of the mantle to the top drives plate motion, but the details are not at all clear. There are two approaches to this question: (1) by studying the real Earth, and (2) by simulating Earth behavior on computers. Unfortunately specialists in the two approaches do not communicate as well as they might.

7 .- What are you now working on?

I have shifted my interests from impacts and extinctions to my original scientific passion, which is to understand the tectonic evolution of the Mediterranean region. I have studied the tectonics of Italy for many years, and now I am supplementing that interest by learning everything I can about the tectonic evolution of the Iberian Peninsula. I hope to be able to contribute some new ideas and understanding to this fascinating topic.

In addition, I am working with geologists, historians, paleontologists, and astronomers, to develop the new field of "Big History," which is trying to see all of the past, all the way back to the Big Bang as a unified field of study. To see what I am doing on this topic, you can check out "ChronoZoom," at the following website:

http://eps.berkeley.edu/~saekow/chronozoom/

En castellano:

1.-¿Cuáles son, a su juicio, los grandes momentos geológicos de la tierra?

Es difícil ser concluyente en esto, pero aquí tiene algunos de los más importantes:

* La formación inicial de la Tierra, muy caliente, por los muchos impactos, incluyendo uno enorme que hizo la Luna.

* El comienzo de la tectónica de placas, tras una Tierra primitiva demasiado caliente para que las placas tomaran forma.

* El desarrollo de supercontinentes como Pangea y Rodinia, y su desintegración y dispersión.

* El cambio de una atmósfera reductora a una oxidante, como resultado de la fotosíntesis microbiana.

* Las edades de hielo globales de la "Tierra Bola de Nieve".

* La explosión cámbrica de la vida compleja, multicelular.

* La invasión de la tierra por las plantas y los animales.

* Las seis grandes extinciones en masa.

Estas son mis opciones rápidas, pero otros geólogos tendrían otros grandes momentos que sugerir.

2.- ¿Cómo se relacionan los fenómenos geológicos, climáticos y biológicos?

Están bastante vinculados. Por ejemplo, la fotosíntesis genera una atmósfera oxidante, las plantas rompen las rocas del suelo, el levantamiento de las montañas proporciona más rocas para la erosión, las montañas afectan al clima, la tectónica de placas cambia la forma de las cuencas oceánicas, que controlan las corrientes oceánicas que influyen en la biogeografía de la vida. Uno podría nombrar muchos, muchos ejemplos como estos.

3.-Usted sugirió, junto a su padre, que un meteorito acabó con los dinosaurios. ¿Queda ya alguna hipótesis alternativa a la suya en pié?

En marzo de 2010, un grupo de 41 científicos de 12 países (incluidos investigadores españoles, pero no yo), en representación de todas las especialidades relevantes, publicaron un importante artículo de revisión en la revista "Science", y concluyeron (última frase de su resumen) que "La correspondencia temporal entre el estrato de material expulsado y el principio de las extinciones y el acuerdo de las condiciones ecológicas del registro fósil con las de un modelo de perturbaciones ambientales (por ejemplo, oscuridad y enfriamiento) nos llevan a concluir que el impacto de Chicxulub provocó la extinción en masa."

Este parece ser un consenso de la comunidad en que la extinción masiva, hace 65 millones de años, fue causada por el impacto de Chicxulub.

4.-La tierra es un planeta geológicamente dinámico. ¿Por cuánto tiempo?

Probablemente durante más tiempo del que lleva existiendo hasta ahora. El calor radioactivo seguirá impulsando la actividad geológica por varios miles de millones de años. Y otra fuente de calor a largo plazo es la solidificación del núcleo externo de hierro líquido, que emite calor latente cuando cristaliza. No hay ninguna crisis energética para la Tierra como planeta geológicamente activo.

5.-¿Qué se puede hacer, a día de hoy, para prever y atenuar las consecuencias de los movimientos sísmicos?

No tenemos la capacidad de hacer predicciones específicas, digamos, por ejemplo, "habrá un terremoto de magnitud 7,2 en un lugar concreto en un momento determinado." Y hay buenas razones para creer que nunca será posible. Sin embargo, son en efecto posibles otros dos tipos de predicción. predicciones (1) Hay ya disponibles predicciones estadísticas que estiman la probabilidad de un terremoto en un área general durante un intervalo de tiempo. (2) Un muy emocionante desarrollo dirigido por Richard Allen en Berkeley es el de ser capaces de analizar un terremoto en cuestión de segundos, mientras ocurre, y enviar esa información más rápidamente de la velocidad a la que se desplazan las ondas sísmicas, a lugares cercanos que serán sacudido en unos minutos. Hay pasos importantes que se pueden dar de forma automática durante el tiempo de aviso que esto otorga, por ejemplo, frenar los trenes de cercanías, y detener los ascensores en el piso más cercano, abriendo sus puertas. Para leer más sobre esto, vean:

http://www.elarms.org/

6.-¿Cómo ha revolucionado la teoría de la tectónica de placas la geología? ¿Cuáles son los actuales puntos de controversia en su campo?

La gran pregunta en los últimos 35 años ha sido siempre "¿Qué impulsa a las placas?" De un modo general, es evidente que el gradiente térmico desde la parte inferior del manto hacia arriba dirige el movimiento de las placas, pero los detalles no están del todo claros. Hay dos enfoques en esta cuestión: (1) estudiar la Tierra real, y (2) simular el comportamiento de la Tierra por ordenador. Desafortunadamente los especialistas de los dos enfoques no se comunican tan bien como podrían hacerlo.

7.-¿En qué trabaja ahora?

He cambiado mis intereses de los impactos y extinciones a mi pasión científica original, que es entender la evolución tectónica en la región mediterránea. He estudiado durante muchos años la tectónica de Italia, y ahora estoy completando dicho interés aprendiendo todo lo que puedo sobre la evolución tectónica de la Península Ibérica. Espero poder contribuir con algunas ideas nuevas y la comprensión de este fascinante tema.

Además, estoy trabajando con geólogos, historiadores, paleontólogos y astrónomos, para desarrollar el nuevo campo de la "Gran Historia", que está tratando de ver todo el pasado, todo el camino de vuelta al Big Bang, como un campo unificado de estudio. Para ver lo que estoy haciendo en este campo, pueden echar un vistazo a "ChronoZoom", en la siguiente dirección:

http://eps.berkeley.edu/saekow~/chronozoom/