Rocas sedimentarias en Colorado, recuerdo de un “sistema solar caótico”

Rocas sedimentarias en Colorado, recuerdo de un “sistema solar caótico”

​Rocas sedimentarias en Colorado, recuerdo de un "sistema solar caótico"    La exploración de una capa de roca sedimentaria de 9

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​Rocas sedimentarias en Colorado, recuerdo de un “sistema solar caótico”

   La exploración de una capa de roca sedimentaria de 90 millones de años en Colorado ha confirmado una teoría crítica de cómo los planetas de nuestro sistema solar se comportan en sus órbitas.

   El hallazgo, que se publica en la revista ‘Nature’, es importante porque proporciona la primera prueba sólida de lo que los científicos llaman el “sistema solar caótico”, una teoría propuesta en 1989 para explicar pequeñas variaciones en las condiciones actuales del sistema solar. Las variaciones, que se desarrollan a lo largo de muchos millones de años, producen grandes cambios en el clima de nuestro planeta, que pueden reflejarse en las rocas que registran la historia de la Tierra.

   El descubrimiento permite entender mejor la mecánica del sistema solar, pero también supone una herramienta más precisa para medir el tiempo geológico. Además, ofrece una mejor comprensión de la relación entre las variaciones orbitales y el cambio climático a lo largo de las escalas geológicas.

   Utilizando la evidencia de capas alternas de piedra caliza y pizarra formadas durante millones de años en un mar poco profundo de América del Norte en el momento en que los dinosaurios dominaban la Tierra, el equipo, dirigido por el profesor de Geociencia Stephen Meyers, de la Universidad de Wisconsin-Madison, y el profesor de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Northwestern University Brad Sageman, descubrió la huella de 87 millones de años de una “transición de resonancia” entre Marte y la Tierra.

   Una transición de resonancia es la consecuencia del “efecto mariposa” en la teoría del caos, la cual se centra en la idea de que pequeños cambios en las condiciones iniciales de un sistema no lineal pueden tener grandes efectos en el tiempo. En el contexto del sistema solar, el fenómeno se produce cuando dos cuerpos en órbita tiran periódicamente uno del otro, como ocurre cuando un planeta en su trayectoria alrededor del sol pasa a relativa proximidad de otro planeta en su propia órbita.

   Estos pequeños pero regulares sucesos en la órbita de un planeta pueden ejercer grandes cambios en la ubicación y orientación de un planeta en su eje con relación al sol y, en consecuencia, cambiar la cantidad de radiación solar que recibe un planeta sobre un área concreta. Dónde y cuánta radiación solar recibe un planeta es un factor clave del clima.

   “El impacto de los ciclos astronómicos sobre el clima puede ser bastante grande”, explica Meyers, señalando como ejemplo el ritmo de las eras de hielo de la Tierra, que se han adaptado a los cambios periódicos en la forma en que orbita la Tierra y la inclinación de nuestro planeta en su eje. “La teoría astronómica permite una evaluación muy detallada de eventos climáticos pasados que pueden proporcionar un análogo para el clima futuro”, añade.

VÍNCULOS ENTRE EL CAMBIO CLIMÁTICO Y LA SEDIMENTACIÓN

   Para encontrar la huella de una transición de resonancia, Meyers, Sageman y el estudiante de postgrado de UW-Madison Chao Ma, cuyo trabajo de tesis comprende este trabajo, analizaron el registro geológico en lo que se conoce como la formación Niobrara en Colorado. La formación se creó capa por capa durante decenas de millones de años, a medida que el sedimento se depositaba en el fondo de una vasta vía marítima conocida como ‘Cretaceous Western Interior Seaway’. El océano poco profundo se extendía desde lo que ahora es el Océano Ártico hasta el Golfo de México, separando las porciones oriental y occidental de América del Norte.

   “La formación Niobrara muestra marcadas capas de roca rítmicas por cambios en la abundancia relativa de arcilla y carbonato de calcio”, señala Meyers, una autoridad en astrocronología, que utiliza ciclos astronómicos para medir el tiempo geológico. “La fuente de la arcilla (fijada en forma de pizarra) es la meteorización de la superficie terrestre y la afluencia de arcilla a la vía marítima a través de los ríos. La fuente del carbonato de calcio (caliza) es la cáscara de los organismos, la mayoría microscópicos, que vivían en la columna de agua“, detalla.

   Meyers explica que aunque el vínculo entre el cambio climático y la sedimentación puede ser complejo, la idea básica es simple: “El cambio climático influye en la distribución relativa de arcilla en comparación con el carbonato de calcio, registrando la señal astronómica en el proceso. Por ejemplo, imagine un clima muy templado y húmedo que bombea la arcilla a la vía marítima a través de los ríos, produciendo una roca rica en arcilla o pizarra, alternando con un clima más seco y más frío que bombea menos arcilla en la vía marítima y produce una piedra calcárea rica en carbonato o calcio”.

   El nuevo estudio, respalado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, se basa en un registro estratigráfico meticuloso e importantes estudios astrocronológicos de la Formación Niobrara, este último realizado en el trabajo de disertación de Robert Locklair, un exestudiante de Sageman en la Universidad Northwestern.

   La datación de la transición de resonancia Marte-Tierra encontrada por Ma, YoYers y Sageman se confirmó mediante la datación radioisotópica, un método para fechar las edades absolutas de las rocas utilizando las tasas conocidas de descomposición radiactiva de elementos en las rocas. En los últimos años, se han introducido grandes avances en la exactitud y la precisión de las dataciones radioisotópicas, ideadas por el profesor de Geociencia de UW-Madison Bradley Singer y otros, y contribuyen a la datación de la transición de resonancia.

   Los movimientos de los planetas alrededor del sol han sido un tema de profundo interés científico desde el advenimiento de la teoría heliocéntrica –la idea de que la Tierra y los planetas giran alrededor del sol– en el siglo XVI. A partir del siglo XVIII, la visión dominante del sistema solar era que los planetas orbitaban alrededor del sol como un reloj, con órbitas cuasiperiódicas y altamente predecibles.

   Sin embargo, en 1988, los cálculos numéricos de los planetas exteriores mostraron que la órbita de Plutón era “caótica” y la idea de un sistema solar caótico se propuso en 1989 por el astrónomo Jacques Laskar, ahora en el Observatorio de París. Después de la propuesta de Laskar de un sistema solar caótico, los científicos han estado buscando la evidencia definitiva que apoysase la idea, según Meyers.

   “Otros estudios han sugerido la presencia de caos basándose en datos geológicos –dice Meyers–. Pero ésta es la primera evidencia inequívoca posible gracias a la disponibilidad de fechas radioisotópicas de alta calidad y la fuerte señal astronómica preservada en las rocas”.

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