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La evidencia de la agricultura en exoplanetas debería ser visible para el Telescopio Espacial James

La agricultura a escala industrial ha cambiado la composición de nuestra atmósfera. Por lo tanto, las “exogranjas” deberían ser visibles en planetas similares a la Tierra que orbitan otras estrellas.

Las granjas alienígenas no podran escapar del James Webb que, podrá detectar cambios en la atmósfera de los planetas que sufran cambios a semejanza de lo que ocurre en la Tierra.

Uno de los desarrollos clave que separan la civilización moderna de las sociedades de cazadores recolectores del pasado es la invención de la agricultura, que tuvo lugar hace unos 10.000 años. Esto comenzó con el cultivo de plantas silvestres y la domesticación de varios animales para productos lácteos y carne.

La gran ventaja de la agricultura es que sostiene una población mucho mayor que la caza y la recolección. Esto llevó a la aparición de ciudades, al intercambio de recursos naturales y de ideas e innovaciones.

También ha tenido un gran impacto en la Tierra misma. Los efectos de la agricultura son visibles en la disposición de los campos en forma de cuadrícula, en la forma en que la luz se refleja en las plantas fotosintéticas y en los productos químicos que libera a la atmósfera, particularmente por la agricultura a escala industrial.

Ahora, un grupo de astrónomos y astrobiólogos dicen que esta firma atmosférica debe ser claramente visible desde el espacio y que una señal similar también podría ser generada por una granja en otro planeta. “Vale la pena considerar la firma espectral de tal ‘ExoFarm’ en la búsqueda de tecnofirmas”, dicen Jacob Haqq-Misra en el Blue Marble Space Institute of Science en Seattle, y sus colegas. Continúan explorando cómo podría ser tal firma y qué tan fácilmente podría ser detectada por la generación actual de telescopios espaciales como el James Webb.

Un elemento esencial de la agricultura es la aplicación de fertilizantes para aumentar la productividad. Esto da a las plantas un mejor acceso al nitrógeno, un elemento crucial de la vida. El nitrógeno está fácilmente disponible como N2, que constituye el 78 por ciento de la atmósfera. Pero fijarlo en una forma utilizable por la planta es complicado porque N2 está unido por un triple enlace altamente estable. Este nitrógeno se descompone naturalmente en formas más fácilmente explotables en una variedad de formas que van desde rayos hasta los microorganismos en el estiércol. Pero a medida que la población ha aumentado, particularmente desde la revolución industrial, la demanda de fertilizantes nitrogenados se ha disparado. Esto ha llevado al desarrollo de fertilizantes artificiales y a una industria global dedicada a manipular el ciclo del nitrógeno a través de un enfoque industrial para crear amoníaco llamado proceso Haber-Bosch.

Esto produce grandes cantidades de amoníaco, algunos de los cuales escapan a la atmósfera, aunque por cortos períodos de tiempo, ya que el amoníaco generalmente cae al suelo después de unos días. Por lo tanto, los niveles detectables de amoníaco en la atmósfera deben ser el resultado de una actividad agrícola significativa en curso. Aunque el amoníaco atmosférico es de corta duración, su uso como fertilizante produce óxido nitroso (N2O), un gas de efecto invernadero que sobrevive en la atmósfera durante más de cien años. Los óxidos nitrosos también se producen por combustión. Sin embargo, Haqq-Misra y sus colegas señalan que otras civilizaciones pueden descubrir, como nosotros, que la combustión no es sostenible y eliminarla gradualmente. Por lo tanto, a largo plazo, es más probable que la firma de óxidos nitrosos indique actividad agrícola. La agricultura es también el principal productor de metano atmosférico en la Tierra. Así que CH4 es otra firma que vale la pena buscar, dice el equipo. “La firma de tal ExoFarm solo podría ocurrir en un planeta que ya admite la fotosíntesis, por lo que dicho planeta necesariamente ya mostrará características espectrales debido a H2O, O2 y CO2”, dicen Haqq-Misra y compañía.

“Estos cálculos sugieren la posibilidad de considerar la detección simultánea de NH3 y N2O en una atmósfera que también contiene H2O, O2 y CO2 como una tecnofirma para la agricultura extraterrestre”.

Puede ser posible detectar esta firma en otros planetas utilizando los observatorios actuales. Los investigadores señalan que el Telescopio Espacial James Webb, actualmente en servicio, debería ser capaz de detectar amoníaco al nivel de cinco partes por millón en la atmósfera de un planeta rico en hidrógeno que orbita una enana roja cercana. Los niveles actuales de amoníaco en la Tierra son de aproximadamente diez partes por mil millones.

Eso hace que la búsqueda de firmas de nitrógeno sea una búsqueda interesante para los astrobiólogos. Es probable que la búsqueda de esta señal sea un siguiente paso natural después del descubrimiento de las firmas fotosintéticas.

Lo que parece claro es que es poco probable que las firmas tecnológicas sean señales únicas de tipo WOW, sino patrones de evidencia más complejos que requieren un trabajo de detective dedicado. Y con el Telescopio James Webb en línea a finales de este año, ese trabajo de detective podría estar a punto de comenzar.

Ref: Interrupción de un ciclo planetario de nitrógeno como evidencia de agricultura extraterrestre: arxiv.org/abs/2204.05360

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