Como agua de mayo...

A causa de la "pertinaz sequía", de las imprevisibles "danas" y del pronosticado aumento de las necesidades globales de agua como consecuencia del aumento de la población y de la temperatura media del planeta, estamos todo el día a vueltas con el "líquido elemento". Y hay algunas curiosidades que merece la pena conocer. Vamos a ello.

En primer lugar, ¿Cuánta agua hay en el planeta? Pues parece que hay consenso entre los científicos sobre la cantidad de agua que hay en la Tierra: 1.386 millones de km3. Un kilómetro cúbico es un cubo de un kilómetro de lado; hasta ahí, bien. Por tanto, 1 km3 = 1.000*1.000*1.000 m3 = 1.000 millones de m3.  Sabemos también que 1 m3 equivale a 1.000 litros. Asumiendo que 1 litro de agua pesa 1 kg (no es exactamente así), tenemos que 1 km3 = 10E9 m3 = 10E12 litros = 10E12 kg. Un billón de kilos.

Imagen muy gráfica de lo que representa el total de agua 
sobre la masa de la Tierra
(las dos gotas más pequeñas son
el agua potable y la contenida en ríos y lagos)
Fuente: U.S. Geological Survey

Por lo tanto, el agua que hay en la Tierra pesa 1.386 * 10E6 * 10E12 kg = (simplificando) 1,4 * 10E21 kg. Los científicos también han calculado la masa total del planeta Tierra (no me preguntéis cómo), y nos dicen que es 5,972 * 10E24 kg . Por simple división podemos calcular cuánto representa el agua en la masa total del planeta: 0,02%. O sea, que, por cada 5.000 kg de planeta, 1 kg es de agua. ¿Mucho, poco? Pues depende, que diría un gallego.

Un dato que seguro que has escuchado es que el agua representa el 70% de la superficie terrestre. Pero eso resulta cuando se considera sólo la esfera superficial del planeta (superficie de una esfera = 4  π r2 ; como el radio de la Tierra son 6.378 km --> la superficie de la Tierra son unos 510 millones de km2 --> el agua ocupa unos 360 millones de km2 de esa esfera)

Vamos con el agua de lluvia. La cantidad de una precipitación estamos acostumbrados a escucharla en litros por metro cuadrado (se supone que en un período de tiempo). Si, por ejemplo, ayer llovió en Madrid, en promedio, 30 l/m2 y tomamos las dimensiones del Santiago Bernabéu (105x68 m = 7.140 m2) quiere decir que, en la superficie del campo cayeron 214.200 litros. Y, como sabemos que 1 litro pesa 1 kg --> cayeron 214,2 toneladas de agua. Dicho así, impresiona. ¿Y de dónde cayeron esas 214 toneladas? Pues de las nubes que, en ese período, estaban en la vertical del campo... O sea, que la imagen de "gráciles nubes de algodón" se evapora, y nunca mejor dicho.

Hay que ponerse a cubierto...

Porque las nubes se forman, efectivamente, por evaporación del agua que está en la superficie terrestre. Pero para nada son "livianas"; al contrario, pesan un montón. Las nubes están formadas por micro-gotitas de agua (o de hielo las que están más altas) que se mantienen en suspensión mientras no cambian las condiciones climatológicas que hacen que se junten unas con otras (condensación) y, al ganar peso, caigan a la superficie. 

También está calculado lo que pesa una nube: un cúmulo medio, uno de los tipos más comunes, pesa 600 toneladas; los cumulonimbos, las nubes que originan las tormentas, pueden llegar a las 1.200.000 toneladas ¡menos mal que no caen todas de golpe! (si haces el cálculo inverso, este porrón de toneladas, bien repartido, daría para que lloviera 30 l/m2 en una superficie equivalente a 5.600 campos de fútbol --> no es tanto; es un cuadrado de 6 km de lado, 36 km2, la superficie del distrito de Vicálvaro)

Y ahora, la pregunta del millón... Visto que la cantidad total de agua en el planeta es enorme... ¿Cómo se originó el agua en la Tierra? Recuerdo que, en el año 2006, asistí como oyente a algunas sesiones de un curso de verano de la Complutense que se celebraba en Euroforum Escorial (por cierto, el Director del curso era Ramón Tamames, hombre con inquietudes diversas, como se ha demostrado) y que iba precisamente de los retos del futuro. 

Hipótesis del origen exterior del agua en la Tierra

Allí fue cuando, creo que por primera vez, en una de las charlas escuché (o interioricé) la tesis de que todo el agua del planeta había llegado desde fuera, "a bordo" de cometas, asteroides y diversos objetos celestes que habían impactado con la Tierra a lo largo de los millones de años desde su formación. Se me hacía raro, pero, por lo visto, era la tesis dominante en ese momento. 

Ahora no. Copio algunos párrafos del artículo de Neil Larsen titulado "Nuevas pistas para develar el verdadero origen del agua en la Tierra" publicado en enero de 2021:

"En los últimos años, ha ganado terreno la idea de que quizás gran parte del H2O de la Tierra es de cosecha propia, y se generó durante el proceso de formación de los planetas. Las moléculas de agua están compuestas de átomos de oxígeno e hidrógeno, y dado que el oxígeno es abundante en la corteza y el manto de nuestro planeta, encontrar hidrógeno en los bloques de construcción de la Tierra es similar a encontrar agua. Sin embargo, como el hidrógeno es el gas más ligero, los científicos han supuesto durante mucho tiempo que no se encontraría en el material planetario que se formó en el sistema solar interno cerca del Sol.

Meteorito de condroita de enstatita

Laurette Piani, cosmoquímica de la Universidad de Lorraine en Nancy, Francia, dirigió un equipo de investigadores del CRPG que se propusieron buscar hidrógeno en un material similar al que formó la Tierra primitiva. Analizaron un tipo de meteorito muy raro llamado condroita de enstatita (EC por sus siglas en inglés), que tiene una composición isotópica similar a la de las rocas terrestres. Piani explicó que “no se sabe exactamente dónde se formaron las condritas de enstatita, pero su composición química y mineralógica hace pensar que se formaron más cerca del Sol que otros tipos de condritas. Pueden verse como restos del material planetario que estaba presente en el sistema solar interior (donde se formaron los planetas rocosos)”.

Representación artística del disco de material
protoplanetario alrededor de una estrella joven

Piani y su equipo seleccionaron cuidadosamente 13 meteoritos EC prístinos y, según cuenta Piani, “aplicaron un procedimiento analítico especial para evitar el sesgo que podría introducir el agua terrestre”. Lo que descubrieron fue inesperado. Según el estudio, “los meteoritos EC contienen suficiente hidrógeno para haber entregado a la Tierra al menos tres veces la masa de agua de sus océanos”. Además, la composición isotópica del hidrógeno y el nitrógeno de los meteoritos coincide con la del manto terrestre, lo que indica que gran parte del nitrógeno atmosférico del planeta también podría haber procedido de este material...

... Por lo tanto, parece que los mitos de la creación pueden haber tenido la idea correcta todo el tiempo. La historia de nuestro mundo puede no ser una en la que las aguas primordiales cayeron del cielo en alguna violenta tormenta de granizo cósmica del espacio profundo que inundó nuestro reseco planeta. Más bien, las semillas de nuestros océanos podrían haber estado presentes dentro de los mismos bloques de construcción de nuestro planeta embrionario, esperando solo que la corteza fundida se enfriara lo suficiente para que el agua líquida se acumulara en la superficie, cubriendo finalmente gran parte del planeta y proporcionando las condiciones adecuadas para el surgimiento de la vida, el orden que emerge del desorden".

Es importante esta nueva hipótesis porque, de confirmarse, haría que la aparición del agua en un planeta, siempre que estuviera situado en el intervalo de distancia adecuado con respecto a su estrella, fuera un fenómeno relativamente normal, asociado a la evolución de su formación, y aumentarían así las probabilidades de la aparición de vida orgánica en otros sistemas planetarios.

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Hasta aquí algunas de las curiosidades sobre el agua. Esperemos que, como dice el refrán: "agua de mayo, pan para todo el año".

Mapa de precipitaciones del lunes 29 de mayo de 2023