Introducción

¿Qué es la biosfera?

OceanColorWeb. NASA

La biósfera, (del griego bios = vida, sphaira, esfera) es la capa del planeta Tierra en donde se desarrolla la vida. La capa incluye alturas utilizadas por algunas aves en sus vuelos, de hasta diez kilómetros sobre el nivel del mar y las profundidades marinas como la fosa de Puerto Rico de más de 8 kilómetros de profundidad. Sin embargo, estos son los extremos, en general, la capa de la Tierra con vida es delgada, ya que las capas superiores de la atmósfera tienen poco oxígeno y la temperatura es muy baja, mientras que las profundidades de los océanos mayores a 1,000 m son oscuras y frías. De hecho, se ha dicho que la biósfera es como la cáscara de una manzana en relación a su tamaño.

El desarrollo del término se atribuye al geólogo inglés Eduard Suess (1831-1914)  y al físico ruso Vladimir I. Vernadsky (1863-1945). La biósfera es una de las cuatro capas que rodean la Tierra junto con la litósfera (rocas), hidrósfera (agua), y atmósfera (aire) y es la suma de todos los ecosistemas.

La biósfera es única. Hasta el momento no se ha encontrado existencia de vida en ninguna otra parte del universo. La vida en el planeta Tierra depende del Sol. La energía proveniente del Sol en forma de luz es capturada por las plantas, algunas bacterias y protistas, mediante el maravilloso fenómeno de la fotosíntesis. La energía capturada transforma al bióxido de carbono en compuestos orgánicos, como los azúcares y se produce oxígeno. La inmensa mayoría de las especies de animales, hongos, plantas parásitas y muchas bacterias dependemos directa o indirectamente de la fotosíntesis.

NOAA photograph or graphic

A finales de los años 70´s se descubrieron ecosistemas relativamente independientes del Sol. Por las fisuras de las zonas más profundas del océano sale agua con temperatura extrema (400° C) calentada por el magma debajo de la corteza de la Tierra. Al encontrarse con el agua fría se precipitan los minerales disueltos formando chimeneas que pueden alcanzar grandes alturas. En los alrededores de estas fuentes hidrotermales vive una densa comunidad animal que depende de bacterias quimiosintéticas. Las bacterias utilizan y transforman  los compuestos de azufre que salen expulsados por el agua caliente y de ellas se alimenta una gran variedad de animales incluyendo pequeños crustáceos (anfípodos y copépodos) que a su vez son presa de caracoles, cangrejos, camarones, gusanos gigantes de tubo, peces y pulpos.

Hipótesis GAIA. El químico inglés James Lovelock (1919 -) propuso la hipótesis de que la Tierra funciona como un sistema interactivo en donde los seres vivos tienen influencia sobre sus características físicas y viceversa. Gaia, también conocida como Gea, era la diosa griega de la Tierra, considerada diosa madre, equivalente a la diosa Terra de los romanos.


Evolución del planeta

ISS Expedition 7 Crew, EOL, NASA
(Image record from Gateway to Astronaut Photography of Earth)

Con apenas 4,600 millones de años de edad, la Tierra es parte de un sistema planetario conocido como Sistema Solar. Este sistema está formado por la estrella llamada Sol y ocho planetas, 166 lunas, 5 planetas enanos, y miles de millones de objetos de menor tamaño (asteroides, cometas, meteoroides, polvo interplanetario). Desde 1989, cuando se descubrió el primer planeta fuera del Sistema Solar, cada año se describen entre 30 y 60 planetas, reuniendo a la fecha alrededor de 300 planetas en otros sistemas solares.

El Sistema Solar se localiza en el Brazo de Orión de la galaxia Vía Láctea, una de las cuarenta galaxias, sistemas compuestos por estrellas, planetas, gases, polvo y materia oscura, que forman parte del llamado Grupo Local. La Vía Láctea, una de las galaxias de mayor tamaño del Grupo, tiene forma de espiral barrada y un diámetro medio de 100,000 años luz (un año luz equivale a casi 10 billones de kilómetros). Está integrada por entre 200 y 400 mil millones de estrellas.

Eighth Anniversary Image of Hubble's
Hubble Site

Desde su origen, la Tierra ha pasado por diversas etapas en donde la vida se ha ido desarrollando progresivamente. Para entender la magnitud de tiempo de estos cambios, pensemos que la Tierra se formó en el mes de enero de un año de 12 meses y 365 días. Durante los meses de enero y febrero, la Tierra pasó por un periodo de altas temperaturas que fueron disminuyendo paulatinamente. Para principios de marzo, después de su enfriamiento, aparecieron los primeros organismos unicelulares primitivos que vivieron sin vecinos por cinco largos meses (es decir, 2,100 millones de años). En el mes de julio aparecieron las primeras bacterias y otros organismos sin núcleo y la vida continuó sin grandes complicaciones por tres meses más (1,900 millones de años). En el mes de noviembre aparecen los primeros moluscos, artrópodos, corales, peces y las plantas terrestres (licopodios, colas de caballo y helechos). Durante las primeras semanas de diciembre aparecen los anfibios y reptiles, mientras que las aves y mamíferos aparecen la última semana de diciembre. El ser humano se asoma el último día de diciembre y su civilización se desarrolla en el último minuto del último día del año.

Era Periodo Época Duración
(millones
de años)
Evento Comparación
con un año
Cenozoico   Holoceno 0.007 "Civilización" Diciembre ´31 23:59 hrs
  Cuaternario Holoceno 0.01   Diciembre ´31 23:50 hrs
    Pleistoceno 2   Diciembre ´31 20:00 hrs
  Terciario Plioceno 5 Ser humano Diciembre ´31
    Mioceno 25   Diciembre ´29
    Oligoceno 38   Diciembre ´28
    Eoceno 55   Diciembre ´27
    Paleoceno 65   Diciembre ´25
Mesozoico Cretácico   138 Plantas con flores Diciembre ´20
        Separación de los continentes  
  Jurásico   208 Mamíferos y aves Diciembre ´24
  Triásico   245   Diciembre ´10
Paleozoico Pérmico   290 Reptiles Diciembre ´8
  Carbonífero   360 Anfibios Diciembre ´3
  Devónico   408 Insectos y plantas con semillas Noviembre
  Silúrico   438   Noviembre
  Ordovícico   505 Plantas terrestres Noviembre
  Cámbrico   590 Artópodos y peces Noviembre
Arquezoico Proterozoico   2,500 Bacterias Julio
      3,800 Seres unicelulares Marzo
  Arcaico   4,600   Enero

Continentes a la deriva

OceanColorWeb. NASA

El planeta Tierra está conformado por cuatro capas. La capa exterior sólida o corteza (0 a 70 km) descansa sobre el manto que es una capa altamente viscosa (70-2,890 km) y está compuesta de rocas con silicatos ricos en hierro y magnesio. El manto rodea al núcleo externo (2,890 – 5,150 km) que es menos viscoso y finalmente el núcleo sólido interno (5,150 – 6,360 km) de hierro y algo de níquel.

La Tierra no ha perdido su dinamismo. Los procesos de formación de corteza terrestre continúan. La litósfera, capa compuesta de la corteza y de la parte superior del manto, está dividida en 12 placas tectónicas que se mueven lentamente. Estos movimientos originan los temblores y la actividad volcánica.

El geólogo y meteorólogo alemán Alfred L. Wegener (1880-1930) propuso la teoría de la deriva continental en 1915. A diferencia de otros investigadores que para explicar la distribución de especies vegetales y animales y de sus fósiles en el mundo, argumentaban la existencia de puentes antiguos entre los continentes y la desaparición de la famosa Atlántida (el continente perdido), Wegener reunió una serie de observaciones como piezas de rompecabezas, proponiendo que los continentes se habían encontrado juntos formando un supercontinente, al que llamó “Pangaea” (del latín, pan=todas, gea= tierra, todas las tierras).

NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
C. R. Scotese (U. Texas at Arlington), PALEOMAP

Sus observaciones incluyeron la forma de los continentes, particularmente la complementariedad entre el oriente de Sudamérica y el occidente de África, la distribución de yacimientos de carbón en el este de Norte América y en Europa y la distribución de fósiles de reptiles emparentados separados por océanos. Su teoría fue tomada con escepticismo por la mayoría de los científicos de su época. Sin embargo, desarrollos en las ciencias de la geología y del paloemagnetismo en los años 50´s y 60´s confirmaron sus ideas. La hipótesis de Wegener fue aceptada 20 años después de su muerte.

La dinámica de los continentes, viajando arriba de sus placas, ha permitido explicar muchos aspectos de la distribución de plantas y animales en el mundo. Por ejemplo, la travesía de la Placa Caribeña, de oriente a occidente, atravesando las placas Norteamericana y Sudamericana, permitió que algunos animales se embarcaran y hoy forman parte de la fauna de las Antillas (frente de la placa) como los pequeños todis (Todus spp.) y las ranas coquis(Eleutherodactylus). Al mismo tiempo, la parte posterior de la placa formó el puente (Centroamérica) entre Norteamérica y Sudamérica permitiendo el intercambio entre las faunas de mamíferos placentarios y marsupiales.

Actualizado en: 20/04/2020 - 20:37hrs.