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Rayos cósmicos y cambio climático

Cierto día de 1909, mientras México se encaminaba a una cruenta y violenta revolución, un físico jesuita de origen alemán llamado Theodor Wulf, tomaba consigo un aparatejo capaz de detectar partículas cargadas eléctricamente –como electrones e iones– en el ambiente y se dirigía por las calles de París hacia la Torre Eiffel. En esos años, la naturaleza de esas partículas, especialmente aquellas con mayor energía, era todo un enigma y se atribuían a una especie de “radiación natural” proveniente del interior de la Tierra. Wulf estaba decidido a comprobar esto con su “electrómetro”, midiendo la cantidad de radiación mientras subía por la emblemática estructura parisina. Según sus cálculos, a una altura de 80 metros debería dejar de detectar cualquier tipo de señal, siempre y cuando la Tierra fuera el origen. Para su sorpresa, Wulf detectó en la parte más alta de la torre (unos 320 metros) algo como la mitad de lo que medía en el piso.
Mucho más de lo que él esperaba. Su conclusión fue que parte de las partículas que detectaba deberían provenir del cielo, probablemente desde fuera de la atmósfera.


Años más tarde, en 1912, un buen día de verano, Victor Hess –físico austriaco– se encontraba montado dentro de la canastilla de un globo aerostático con la misma motivación que Wulf, sólo que ahora la prueba sería llevada a mucho mayor altitud: 5 mil 300 metros sobre el nivel del mar. Hess corroboró lo propuesto por Wulf y encontró además que la cantidad de partículas detectadas se cuadriplicaba en comparación con la del suelo. ¿De dónde provenía aquella radiación de partículas? Hess descartó al Sol ya que sus datos se mantenían por la noche y durante un eclipse de Sol. Pronto, el término “rayos cósmicos” fue usado para tal fenómeno dada su ubicuidad por todos lados en dirección del firmamento.

Hoy sabemos que los famosos rayos cósmicos son principalmente protones, núcleos atómicos de Helio (dos protones y dos neutrones juntos), pero también, en menor número, electrones y partículas subatómicas, todos con muy alta energía. Cada segundo nuestro cuerpo es penetrado por miles de esas partículas.

Su origen no ha sido bien establecido, pero muchos estudios los relacionan con las supernovas –la violenta explosión al final de la vida de estrellas mucho más masivas que el Sol– y con la potente actividad de hoyos negros en el centro de muchas galaxias.

Sin embargo, los rayos cósmicos no son del todo indiferentes a lo que se encuentran a su paso. Al ser partículas cargadas eléctricamente, son desviados por los campos magnéticos del Sol y de la Tierra. Cuando llegan a las cercanías de ambos cuerpos, los rayos cósmicos siguen trayectorias definidas –llamadas líneas magnéticas– y normalmente entran por regiones en torno a los polos magnéticos. Una vez dentro de la atmósfera terrestre los rayos cósmicos parecen llegar desde varios puntos en el cielo.

Justo cuando entran en la atmósfera chocan con los átomos y moléculas que se encuentran en la parte alta de ésta, creando una cascada de nuevas partículas, la mayoría de ellas inestables y muy propensas a interactuar con moléculas en el aire. El resultado es un marcado cambio en las propiedades químicas de la atmósfera, donde muchas de esas nuevas moléculas funcionan como acumuladores de vapor de agua y al final influyen fuertemente en la cantidad de nubes sobre el planeta. Al haber mayor cantidad de vapor y nubes, se absorbe una mayor cantidad de luz proveniente del Sol y la temperatura en la superficie podría bajar considerablemente, incluso al punto de generar periodos de frío intenso.

Desde hace cuatro décadas, una gran cantidad de trabajos científicos han relacionado épocas glaciares con una mayor cantidad de rayos cósmicos –o por lo menos eso parece en los últimos 500 millones de años–. Si bien es cierto que la actividad magnética del Sol –que se da en periodos de 11 años– podría influir en la tasa de partículas que alcanzan a nuestro planeta, se ha propuesto que el paso del sistema solar por ciertas regiones de nuestra galaxia provoca una mayor cantidad de rayos cósmicos impactando en la atmósfera, produciendo más nubes y por ende bajando la temperatura en la Tierra varios grados centígrados. Estas regiones se identifican con los brazos espirales de la Vía Láctea –formados por gas y polvo estelar– y donde justamente hay más estrellas masivas y donde mayor número de supernovas ocurren. Al pasar por entre los brazos de la galaxia, una época glaciar podría ocurrir. Según varios artículos de investigación, la periodicidad de estás épocas es de unos 143 millones de años. Justo ahora podríamos estar en uno de estos periodos y el anterior habría ocurrido entre los periodos jurásico y cretácico.

Aunque esta teoría sobre cambio climático global a largo plazo no es del todo concluyente, si aporta elementos muy valiosos en el mejor entendimiento de la atmósfera de la Tierra, el sistema solar y nuestra galaxia en su conjunto. Por lo pronto, el calentamiento global producto de la contaminación humana es un hecho. La superficie de nuestro planeta experimentará el incremento de varios grados en los próximos años. Sin embargo, los cambios a mayores escalas de tiempo podrían ser influidos por fenómenos fuera de nuestro control. Los rayos cósmicos que nos atraviesan sin piedad, bien podrían marcar el clima global del planeta en periodos de millones de años.