Respuestas (LX): ¿Qué pasaría si la Tierra pasara 4 días en total oscuridad?

Hay un bulo que reaparece de vez en cuando por internet que dice que la NASA ha anunciado que la Tierra pasará 4 días sumida en la oscuridad porque… Bueno, nadie sabe inventarse una razón que tenga algún sentido. Hace un tiempo escribí una entrada explicando por qué, pese a lo que digan los catastrofistas conspiranoicos, la Tierra no pasará 4 días sumida en la oscuridad en agosto de 2015 (ni en ninguna otra fecha), igual que tampoco ocurrió la navidad pasada, cuando los medios digitales más mediocres ya lo anunciaron a los cuatro vientos.

Pero a muchos de vosotros os ha parecido un escenario muy interesante y desde que publiqué esa entrada me habéis preguntado varias veces por e-mail: ¿qué pasaría con la vida en nuestro planeta si realmente la Tierra dejara de recibir luz solar durante 4 días consecutivos?

Ante nada, lo repito por si acaso: no habrá 4 días de oscuridad en ningún momento, esto es sólo un análisis hipotético. No existe ningún mecanismo por el que la Tierra podría dejar de recibir la energía del sol. REPETID CONMIGO.

Y ahora ya nos podemos poner a analizar este escenario. Es un tema muy complejo y no pretendo que sea una predicción exacta de lo que ocurriría tras 4 días a oscuras, ni mucho menos, así que es probable que no estéis de acuerdo conmigo en muchas cosas. Es por eso que estaré encantado de leer vuestras opiniones en los comentarios.

Cuando pensamos en qué puede salir mal si, por la razón que sea, la Tierra dejara de recibir luz solar, lo primero que nos viene a la cabeza son las plantas: sobreviven gracias a la fotosíntesis y son la base de la cadena alimentaria. Si mueren se llevan por delante a gran parte de la fauna, como ya ocurrió hace 64 millones de años cuando se extinguieron los dinosaurios.

Las plantas sólo son capaces de realizar la fotosíntesis durante el día. Ya sabéis, ese proceso con el que toman dióxido de carbono de la atmósfera para mezclarlo con agua y otros nutrientes y convertirlo en carbohidratos y azúcares. Eso de que las plantas consumen dióxido de carbono durante el día y oxígeno por la noche es un mito. En realidad, las plantas consumen oxígeno a todas horas, lo que pasa es que por la noche dejan de producirlo (porque no hay luz con la que puedan realizar la fotosíntesis) y se dedican sólo a consumirlo. El oxígeno lo utilizan para extraer la energía de estos nutrientes, pero la cantidad de oxígeno que consumen comparada con la que producen es tan pequeña que puede considerarse despreciable.

Así que no os preocupéis, las plantas toman oxígeno del aire a un ritmo muchísimo menor que un ser humano porque el metabolismo de una planta es extraordinariamente lento en comparación. No he encontrado números concretos sobre este tema pero sí he podido encontrar que se necesitan unas 10.000 hojas (entre 300 y 500 plantas) para cubrir las necesidades de oxígeno de una persona. Si la cantidad de oxígeno que absorben las plantas es despreciable respecto a la que producen, no tenéis que preocuparos por que la plantas que hay en vuestro cuarto vayan a robaros todo el oxígeno de la habitación y asfixiaros mientras dormís.

Para aquí el carro, que tienes mucha facilidad para irte por las ramas. ¿Sobrevivirán las plantas 4 días sin realizar la fotosíntesis o no?

Lo más probable es que la mayoría de especies resistiera la falta de luz sin muchos problemas. Mientras las plantas tengan suficientes reservas de nutrientes, podrán pasar 4 días sin sol perfectamente. Las plantas más pequeñas suelen tener reservas menores y aún así pueden durar alrededor de una semana sin luz. Los árboles más grandes, que son capaces de pasar el invierno sin hacer la fotosíntesis al caérseles las hojas, seguramente también aguantarían los 4 días fácilmente.

Parece que, al menos, 4 días de oscuridad no producirían un colapso absoluto de la cadena alimentaria… O, al menos, ese sería el caso en tierra firme. ¿Qué pasaría en los océanos, que ocupan el 71% de la superficie del planeta?

No pensamos en él demasiado, pero el plancton representa un 98% de toda la biomasa de los océanos. El plancton está dividido en zooplancton y fitoplancton, siendo este segundo grupo en realidad un conjunto de diferentes especies de algas microscópicas que gracias a la fotosíntesis producen la mitad del oxígeno total generado en nuestro planeta. O sea, que tanto por la abundancia del fitoplancton como por su capacidad para producir oxígeno, la cadena alimentaria marina depende también de la luz solar (menos en las profundidades más oscuras y pobladas por bacterias quimiosintéticas, como explicaba en esta otra entrada).

(Fuente)

La fotosíntesis del fitopláncton aumenta la cantidad de oxígeno disuelto en el agua, que al fin y al cabo es lo que respiran el resto de animales marinos (bueno, vale, menos los delfines y compañía, que tienen pulmones). De hecho, su influencia en el nivel de oxigenación del agua es tal que se puede notar a lo largo de ciclos de 24 horas: el oxígeno se va acumulando desde el momento en el que sale el sol y, cuando cae la noche y el fitoplancton deja de producirlo, los animales marinos lo respiran y el nivel se va reduciendo, alcanzando la cantidad mínima antes de que el sol salga de nuevo.

(Fuente)

O sea, que durante los 4 días de oscuridad los niveles de oxígeno del océano no dejarían de disminuir. ¿Podría entonces la vida marina correr peligro de asfixiarse? Lamentablemente no he podido encontrar números concretos que me permitan saber a qué nivel disminuiría el oxígeno disuelto durante los 4 días de oscuridad. En la misma fuente se comenta que, sin fitopláncton, la cantidad de oxígeno disuelto en los océanos se vería reducido a la mitad.

Pero el océano es inmenso y es probable que haya reservas de oxígeno de sobra para que los animales marinos no se vieran resentidos. Otra historia serían las especies que que están confinadas en lagos y masas de agua mucho más pequeñas o zonas costeras, con reservas de oxígeno muy limitadas, donde 4 días sin luz solar sí que podrían reducir el nivel de oxigenación del agua hasta el punto de asfixiar a los peces que viven en ellas.

Pero parece que la cadena alimentaria en los grandes océanos, basada en el fitoplancton, no se iría al traste durante este periodo sin luz. El fitoplancton puede sobrevivir a periodos de oscuridad de hasta 8 semanas y luego continuar normalmente con la fotosíntesis al volver a ser expuesto a la luz. Esto significa que, al menos, aunque la vida marina se viera afectada durante los 4 días de oscuridad los océanos volverían a la normalidad cuando saliera de nuevo el sol.

Pero si los peces pueden quedarse sin oxígeno y morir asfixiados cuando si el fitoplancton no puede producir oxígeno mediante la fotosíntesis… ¿Qué pasará con el oxígeno de la atmósfera si las plantas tampoco pueden realizarla? ¿agotaremos el oxígeno del aire antes de que vuelva el sol? ¿NOS VAMOS A ASFIXIAR?

Por suerte, de esto sí que he podido encontrar datos.

Si las plantas dejaran de producir oxígeno en este mismo instante, seguiría habiendo unos 8.400.000.000.000.000.000.000 litros de oxígeno en la atmósfera terrestre, lo que equivale a ocho mil cuatrocientos millones de billones de litros de oxígeno. Teniendo en cuenta que una persona utiliza unos 550 litros de oxígeno diarios, los 7.000 millones de moradores actuales de este planeta consumen 3,85 billones de litros de oxígeno diarios, lo que equivale a 15,4 billones de litros de oxígeno utilizados durante los 4 días que la Tierra estaría en completa oscuridad. O sea, que durante los cuatro días de oscuridad tan sólo respiraríamos un 0,000001851% de las reservas totales de oxígeno de la atmósfera terrestre (eso es una parte entre 54 millones).

¿Pero cómo puedes afirmar tan ancho que no nos quedaríamos sin oxígeno? ¿Qué pasa con el resto de los animales que también respiran, ¿eh? ¿Y las plantas que también estarán absorbiendo oxígeno mientras dure la ausencia de luz?

No he encontrado números para eso, voz cursiva, lo reconozco. Para agotar el oxígeno de la atmósfera, toda la biomasa combinada del planeta debería consumir 54 millones de veces más oxígeno que todos los seres humanos juntos. Vamos a ver si podemos hacer una estimación más clara con algunas cifras brutas.

Randall Munroe, el autor de la genial web XKCD, hizo un gráfico en el que aparece qué proporción representan varios de los grupos de mamíferos terrestres más abundantes (ganado, mascotas, animales salvajes…) respecto a la masa de mamíferos total, incluyendo a los seres humanos. Se puede ver claramente que el resto de mamíferos, para los que podemos suponer un consumo de oxígeno similar al nuestro, no usarán 54 millones de veces más oxígeno que nosotros.

(Fuente)

Por otro lado, los insectos son tremendamente abundantes. Parece que las últimas estimaciones indican que hay 300 kg de insectos por cada kilogramo de seres humanos en el planeta. De nuevo, esta diferencia no sería suficiente para agotar el oxígeno del planeta en 4 días ni siquiera aunque los insectos respiraran tanto oxígeno como nosotros proporcionalmente. Las plantas, como había comentado, absorben una cantidad ridícula de oxígeno por la noche comparado con el que son capaces de producir durante el día, así que tampoco creo que fueran a cubrir la abismal diferencia que quedaría entre el oxígeno total disponible y el consumido.

O sea que después de 4 días en total oscuridad la vida volvería a la normalidad en el sentido de que la cadena alimentaria no se habría desmoronado ni se habría acabado el oxígeno en el planeta (excepto en pequeñas masas de agua o tal vez zonas costeras). Pero hay algo que nos da nuestro sol que, probablemente, es más importante que la propia luz: el calor.

Es decir, ¿cuánto bajarían las temperaturas si el sol dejara de brillar durante 4 días?

Este tema es aún más molesto de predecir con precisión debido al gran número de factores que intervienen en él, pero vamos a calcular cuánto se enfriarían los océanos y la atmósfera durante 4 días.

Distintas partes del planeta perderán calor a un ritmo diferente, según el material que lo mantiene retenido. He podido hacer un par de aproximaciones (usando la ley de Steffan-Boltzmann) para saber cuánto bajaría la temperatura de los océanos y el aire en el caso de que la Tierra se viera sumida en la oscuridad durante 96 horas.

Los océanos no se enfriarían demasiado porque el agua retiene muy bien el calor. De hecho, ni siquiera tendríamos que preocuparnos por que los océanos se congelaran durante los 4 días de oscuridad. Suponiendo que toda el agua de los océanos fuera dulce (hacerlo con agua salada era bastante percal por la ecuación y la aproximación ya nos vale), teniendo en cuenta la superficie total del planeta cubierta por océanos, una temperatura superficial media de unos 17ºC y la masa de todo el agua del planeta, el agua tardaría 2,63 años en perder suficiente calor como para enfriarse hasta los 0ºC. Al cabo de los 4 días de oscuridad, de hecho, la temperatura media de los océanos apenas bajaría 0,1ºC.

Pero la atmósfera es otro asunto.

Por desgracia es aún más complicado de modelar porque la temperatura de la atmósfera desciende con la altura hasta temperaturas muy por debajo de los 0ºC. Al contrario que los océanos, donde la capa más caliente es la más superficial, en la atmósfera es la que está más cerca de la superficie.

Para obtener unos resultados con los que más o menos se pueda trabajar, sólo calcularé cuánto calor perderá la atmósfera hasta los 8 km de altura, más o menos la altura del Everest, porque la densidad del aire hasta esta altura no presenta cambios demasiado pronunciados y porque es la altura máxima a la que podrías encontrar a una persona en cualquier momento dado. Por debajo de los 8 kilómetros de altura se encuentra el 57,8% de la masa de la atmósfera (una masa de unos 2.89×10^18 kg) y la temperatura media en este intervalo sería de unos -12ºC. Ojo, esto es la temperatura media para un punto cualquiera entre 0 y 8 km de altura en cualquier punto de la superficie del planeta. En realidad, al nivel del mar la temperatura es mucho mayor (unos 12ºC según la fuente que he usado) y a 8 km de altura es mucho menor (-41,5ºC), pero no tengo otra manera de evaluarlo que no sea en estos términos. Y, por supuesto, en distintas zonas del mundo la temperatura superficial puede ser mayor o menor a 12ºC.

El caso es que al final de los 4 días de oscuridad la temperatura media de los 8 primeros kilómetros de la atmósfera habría bajado hasta los -35ºC. ¿Se desplomarían las temperaturas por debajo de los 0ºC a nivel del mar, entonces? Es complicado de decir por la complejidad de la atmósfera, así que podemos hacer una aproximación chapucera y suponer que la distribución de temperaturas con la altura se mantendría, en proporción, como estaba.

Haciendo esa suposición, la temperatura del aire en el nivel del mar alcanzaría los 0ºC después de 48 horas de oscuridad y, al final del cuarto día, llegaría hasta los -11ºC. Pero esto no ocurriría en todos los lugares del planeta.

En las latitudes más extremas del planeta habría lugares que podrían llegar a pasar dos días en completa oscuridad y con temperaturas por debajo del punto de congelación del agua, lo que podría traer problemas a su agricultura. Pero en zonas más calurosas los termómetros no alcanzarían temperaturas tan bajas o, al menos, no lo harían durante tanto tiempo.

Con un poco de suerte, cuando el sol volviera a reactivarse (recordemos que no se puede “desactivar” y que no se apagará, no os preocupéis) las temperaturas volverían a subir y en general en la mayor parte del globo la vida volvería a la normalidad sin haber sufrido demasiados daños. Aunque sea decepcionante porque prefiero no mojarme demasiado, esa es mi conclusión.

Está claro que faltan muchas cuestiones por responder, muchas que ni siquiera se me habrán ocurrido. ¿Cómo afectarían los 4 días de oscuridad a la producción de nubes, por ejemplo? ¿Aumentaría la cantidad de hielo en los polos? ¿Y qué pasaría con los animales nocturnos? Es un tema muy complejo y, por supuesto, todos vais a encontrar nuevos factores que podrían llegar a verse afectados por la falta de luz solar. Así que cualquier aportación que queráis hacer, la podéis dejar en los comentarios.

 

 

Pero, mientras tanto, os dejo con el viejo mensaje publicitario de siempre.

Ciencia de Sofá tiene un libro nuevo, “Las 4 fuerzas que rigen el universo“, donde hablo sobre cómo las cuatro fuerzas fundamentales dan forma a nuestro universo, su descubrimiento y su efecto sobre nuestras vidas. Por otro lado, el libro “viejo” (“El universo en una taza de café“) va por la tercera edición y ahora vuelvo a ofrecer suscripciones a la revista de National Geographic así que, si os interesa alguna de estas propuestas, podéis acceder a una entrada donde las explico con más detalle haciendo click sobre la siguiente imagen 🙂