El tránsito por los brazos galácticos y las glaciaciones

Las explicaciones basadas en el efecto invernadero de gases como el CO2 y el metano han sido incapaces de explicar porqué se sucedieron los grandes periodos glaciares de hace millones de años (no confundir con las glaciaciones recientes), ya que los niveles de estos gases no se correlacionan en absoluto con la temperatura en esas eras. La teoría de los rayos cósmicos sin embargo, sí parece que puede explicar mejor estos grandes eventos.
Ya en 1975 el profesor W. H. McCrea de la Universidad de Sussex afirmaba que los grandes periodos glaciares podían ser explicados por el paso del Sistema Solar a través de los brazos espirales de la Galaxia. McCrea creía que era el polvo galáctico, más abundante en los brazos que en las regiones entre ellos, el que provocaba las edades de hielo. En 2003 el físico israelí Nir Shaviv, apoyado por el matemático Jan Veizen publicó sus estudios sobre meteoritos de hierro. Estos autores, estudiando los isótopos de potasio hallados en los meteoritos hallaron que, en los periodos fríos existía una mayor exposición de estos meteoritos (que aún no habían caído y estaban entonces en el espacio) a los rayos cósmicos procedentes de explosiones de estrellas novas y supernovas. Esto lo relacionaron con el tránsito del Sistema Solar a través de los brazos espirales de la Vía Láctea: cada 140 millones de años (aproximadamente el período de estos ciclos frío-cálido) el Sistema Solar ingresa en un brazo galáctico.
En la primera figura (extraída de Svensmark, 2007) se observa la posición actual del Sol en la Vía Láctea.


Estos brazos giran más despacio alrededor del centro de la Galaxia que las propias estrellas, ya que son como ondas de presión que comprimen el gas y el polvo galáctico creando así las condiciones adecuadas para la formación de nuevas estrellas.
La vida de una estrella está relacionada con su masa: cuanto más grande sea su masa más brillarán y más rápidamente consumirán su combustible. Las estrellas más grandes viven solo unos pocos millones de años y acaban su vida con gigantescas explosiones que las hacen refulgir durante unos pocos días o semanas con un brillo comparable al de una galaxia entera, son las supernovas. Otras más pequeñas también estallan pero son menos brillantes, se las denomina novas. Estas explosiones liberan ingentes cantidades de partículas subatómicas a increíbles velocidades, próximas a la de la luz. Algunas de ellas llegarán al Sistema Solar y caerán sobre la Tierra y los demás planetas formando los llamados rayos cósmicos.
Según Shaviv y Veizen (2003) en los meteoritos férricos se puede distinguir la huella de los pasos del Sistema Solar a través de los brazos espirales de: Perseo (Ordovícico-Silúrico), Norma (Carbonífero-Permico), Escudo-Cruz (Jurásico-Cretácico) y Sagitario-Carina (Mioceno). Ahora estamos en un segmento de brazo espiral llamado Interbrazo o Espolón de Orión (Orion Spur en inglés).


En la segunda figura se observan los cambios de calor (hothouse) a frío (icehouse) sufridos por la Tierra durante el eón Fanerozoico al atravesar los brazos espirales en su viaje alrededor de la Galaxia y su relación con el flujo de rayos cósmicos. Notar que la escala de rayos cósmicos (derecha) está invertida. (según Shaviv & Veizer, 2003 en Svensmark, 2007).

La teoría de Shaviv postula que lo que hace que se enfríe la Tierra en estos periodos es la mayor cantidad de rayos cósmicos que hay en los tránsitos a través de los brazos espirales, rayos que, según Shaviv y Veizen , pero también otros investigadores como el danés Henrik Svensmark, pueden formar más nubes bajas y enfriar así el planeta.
Los tránsitos a través de los brazos espirales duran unos 50 a 90 millones de años y en ellos la temperatura es de media unos 4ºC menor que en los periodos “invernadero”, en el paso entre brazos.
Estos tránsitos explicarían los periodos glaciares ordinarios, pero no los extraordinarios, como los dos periodos en que se congeló todo el planeta, la llamada “Tierra en bola de nieve”. Para explicar esto último, Shaviv recurre a la interacción con otras galaxias vecinas, similares a las actuales Nubes de Magallanes (pequeñas galaxias cercanas a la nuestra), que colisionaron con la Vía Láctea en aquellos tiempos, lo que provocó un gran incremento en la formación de estrellas supermasivas de vida breve (unos pocos millones de años tan sólo de media). Estas enormes estrellas, al finalizar su corta vida, explotan en forma de supernovas, liberando una cantidad extraordinaria de rayos cósmicos, y fue este incremento extraordinario de rayos cósmicos lo que sumió la Tierra en las glaciaciones más profundas de las que se tiene constancia, según este investigador.
Referencias:
- Shaviv, N. J.; Veizer, J. 2003. A celestial driver of phanerozoic climate?. GSA Today. 13 (7): 4-11.
- Svensmark. 2007. Cosmoclimatology: a new theory emerges. A&G. Vol 48. 1.18-1.24