Cómo la materia oscura podría haber llevado a la extinción de los dinosaurios

Hace 66 millones de años, una de las cinco mayores extinciones masivas en la historia de nuestro planeta, el llamado evento Cretácico-Terciario (abreviado K/T por su nombre en inglés) eliminó de la faz de la Tierra a los dinosaurios y a más del 50% de las especies que existían en ese entonces. Cerca del 75% de los géneros biológicos que estaban presentes en nuestro planeta desaparecieron.

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Imagen: “The land of the dinosaurs”, por Fel-X, vía DeviantArt (click para ir al sitio)

Hoy en día, la hipótesis de que la repentina extinción K/T se debió a un impacto de meteorito es la más aceptada. Esto fue propuesto por primera vez en 1980 por el físico Luis Álvarez (Premio Nobel de Física 1968 por sus trabajos en física de partículas) y su hijo, el geólogo Walter Álvarez. Desde entonces, los datos no han hecho más que apoyar su hipótesis. La evidencia geológica es contundente (entre varias otras cosas, se sabe que el cráter de Chicxulub, en la provincia de Yucatán, México es el resultado de un impacto de meteorito de hace 66 millones de años), como también lo son los descubrimientos fósiles, que se siguen realizando, y siguen concordando con la idea del impacto y la extinción repentina.

Sin embargo, esta extinción (y otras extinciones masivas en la historia de nuestro planeta) pueden tener implicaciones más allá de la geología y la biología. Podrían estar ligadas, también, con algo mucho más lejano: la materia oscura. Una nueva y controversial hipótesis pretende unir la distribución de materia oscura en nuestra galaxia con los eventos de extinción que han ocurrido en la Tierra. A continuación te explicamos de dónde proviene dicha hipótesis, qué propone, y cuáles son sus perspectivas reales.

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Un patrón de extinciones

En la década de los 80, los paleontólogos de la Universidad de Chicago David Raup y Jack Sepkoski publicaron un estudio donde presentaban evidencias de la existencia de un patrón temporal en las extinciones masivas. Al parecer, cada 26 millones de años (aproximadamente), un evento de extinción arrasaba con gran parte de las especies de nuestro planeta. Este período de 26 millones de años se alinea casi a la perfección con las cinco mayores extinciones que se conocen, y también con varios otros eventos menores de extinción. Algunos de estos eventos, como del de los dinosaurios, están relacionados con el impacto de meteoritos, pero otros corresponden a extinciones más lentas y que no pueden ser explicadas por impactos.

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Los picos del gráfico presentan los distintos eventos de extinción, mayores y menores, que han ocurrido en nuestro planeta. Las líneas verticales marcan un período de 26 millones de años. Imagen: D. Raup y J. Sepkoski.

Desde la publicación de este estudio, diversas hipótesis fueron propuestas para explicar esta periodicidad. Se sabía que algún fenómeno estaba forzando, en cierta forma, algún período en los eventos de extinción, pero, ¿qué era? Los mismos Raup y Sepkoski plantearon en su paper que podía deberse al paso del Sistema Solar por alguna zona específica de nuestra galaxia, que generaba algún efecto gravitacional, causando que un mayor número de meteoritos se acercara al Sistema Solar interior y haciendo así más probable un impacto en nuestro planeta. Incluso llegaron a proponer la existencia de una estrella hipotética, Némesis, una enana marrón o roja que orbitaría alrededor del Sol, y que causaría el efecto que estaba forzando estas extinciones. Sin embargo, las numerosas observaciones que se han realizado desde los años 80 no han logrado captar siquiera evidencias débiles de la presencia de esta estrella.

Viajando a través de la materia oscura

En los últimos años ha surgido una nueva hipótesis, que podría explicar el fenómeno físico que llevaría a este período en los eventos de extinción: el paso de nuestro Sistema Solar por un disco de materia oscura que podría existir dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

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Lo azul es cómo se cree que está distribuída la materia oscura en el interior de los cúmulos de galaxias. Imagen: NASA vía Wikimedia Commons.

La materia oscura, que comentamos en el artículo sobre cómo determinar la masa de las galaxias, corresponde a un tipo de materia distinto a la materia normal, o bariónica, que conforma toda la materia como la conocemos. Todos nosotros, nuestro planeta, y todos los objetos que podemos observar en el Universo, están formados por materia bariónica. La materia oscura no puede ser observada, pero sabemos que está ahí: su efecto gravitacional se puede medir y es lo que se utiliza para determinar su distribución en el Universo. Se cree que la materia como la conocemos conforma sólo un 5% del Universo. Otro 27% de éste sería materia oscura, y el aproximado 70% restante correspondería a energía oscura, otro elemento que no podemos observar pero sí detectar su efecto y que, se cree, es responsable de la expansión acelerada del Universo.

Lisa Randall, cosmóloga de la Universidad de Harvard, ha estudiado la relación entre materia oscura y eventos de extinción durante los últimos años. Su trabajo original trataba de un análisis de la densidad de la materia oscura: cómo está distribuída esta materia en las galaxias. Ella estudiaba la posible existencia de un disco de materia oscura dentro de nuestra galaxia (y cualquier otra). En su movimiento normal, nuestro Sistema Solar pasaría por este disco de materia oscura aproximadamente cada 30 millones de años.

Algunos físicos le propusieron a Randall la idea de que este paso por un disco de materia oscura podía estar relacionado con el período de los eventos de extinción, una idea que estaba en el aire desde principios de los 90. Es cierto que los números no son exactos -algunos plantean que el período entre los eventos de extinción es de 30 millones de años en vez de 26, y que el paso por el disco de materia oscura ocurre cada 35 millones de años en vez de 30- pero, en la escala de tiempo geológica, estas imprecisiones no tienen mayor importancia.

El paso de nuestro Sistema Solar por este disco de materia oscura podría perturbar la órbita de los cometas y asteroides ubicados en la Nube de Oort, una zona externa de nuestro Sistema Solar de donde provienen cometas y asteroides. La órbita de algunos de estos objetos podría perturbarse tanto al interactuar con la materia oscura, que podrían ser disparados hacia el interior del Sistema Solar, haciendo más probable un impacto en la Tierra. Lisa Randall, en conjunto con el físico de la Universidad de Harvard Mathew Reece, publicaron el año pasado un estudio donde se analizaba esta hipótesis. En él, determinaron que un período de 35 millones de años para el paso de nuestro Sistema Solar por el supuesto disco de materia oscura se alinea de manera cercana con los distintos impactos de meteoritos importantes que ha sufrido nuestro planeta. Sus datos llevan a la conclusión que un delgado disco de materia oscura presente en nuestra galaxia podría generar este efecto.

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Resultados del modelo de Randall y Reece. Las líneas azules corresponden a impactos conocidos de meteoritos, mientras que las líneas naranjas muestran una periodicidad que estaría dada por el paso del Sistema Solar por un disco de materia oscura. Imagen: L. Randall y M. Reece, Universidad de Harvard.

Pero el paso por este disco de materia oscura no sólo generaría un aumento en el número de meteoritos: también podría afectar la actividad volcánica en nuestro planeta. El geólogo de la Universidad de Columbia y Ph.D. en biología Michael Rampino publicó un estudio donde presenta la hipótesis de que la interacción de nuestro planeta con la materia oscura en dicho disco podría producir un aumento de temperatura de cientos de grados Celcius en el núcleo de la Tierra, generando así un aumento de la actividad volcánica y geológica que duraría por algunos millones de años. Esta hipótesis podría explicar los eventos de extinción menores, que fueron más lentas y donde no hay evidencias de impacto que puedan haberlas causado.

¿Existe el disco de materia oscura?

La evidencia parece apuntar a que tal disco de materia oscura sí existiría al interior de las galaxias. Observaciones de Andrómeda, nuestra galaxia vecina, parecen indicar que tal estructura existe en su interior, lo cual es promisorio para la existencia de un disco similar en nuestra propia Vía Láctea. La misión Gaia, de la ESA, se encuentra desde 2013 observando con gran detalle el movimiento de más de mil millones de objetos astronómicos, principalmente estrellas. Estos estudios del movimiento estelar permitirán deducir la presencia y distribución de la materia oscura al interior de nuestra galaxia.

¿Cuán aceptada es esta hipótesis?

Esta hipótesis aún tiene varias aristas por pulir, e incluso los científicos dedicados a su investigación afirman que todavía hay mucha especulación al respecto y que su evidencia no es, en ningún caso, concluyente por ahora. Tanto las hipótesis sobre la periodicidad temporal de las extinciones masivas, como las de la distribución de la materia oscura en nuestra galaxia, aún son controversiales y no son aceptadas completamente por el mundo científico. Para que esta hipótesis funcione, se necesita que muchas conjeturas sean ciertas, varias de las cuales aún no han podido ser confirmadas. Si bien las preguntas y las implicancias que esta hipótesis plantea no dejan de ser interesantes, la investigación al respecto aún no ha llegado al nivel suficiente como para afirmar que, efectivamente, existe una relación entre la materia oscura y la vida en nuestro planeta.

Las enormes escalas de tiempo hacen que la hipótesis sea muy difícil de comprobar directamente. Se cree que nuestro Sistema Solar ha pasado, recientemente (“recientemente” siendo algunos millones de años atrás en esta escala), por donde debería estar el disco de materia oscura. Tanto la periodicidad de las extinciones masivas como la distribución de la materia oscura y la relación entre ambos deben seguir siendo estudiados, analizados, y cuestionados. Por ahora no queda más que mantenernos pendientes de nuestros cielos y de la superficie de nuestro planeta.

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Referencias

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