Venus: efecto invernadero desbocado

Venus es el planeta más caliente del sistema solar, con una temperatura que supera los 400 ºC, por encima incluso de la de Mercurio. Esto es debido a su densa atmósfera y al fortísimo efecto invernadero que provoca. Pero Venus no fue siempre así y pudo haber tenido un pasado más frío y parecido al nuestro.

 

Venus a veces es descrito como el planeta hermano de la Tierra. Es apenas más pequeño que nuestro planeta y tiene una densidad y una gravedad muy similares. Ambos forman parte del sistema solar interior, son planetas rocosos y tienen una composición similar. Sin embargo hay algo que los hace completamente diferentes: su atmósfera.

En la Tierra tenemos una atmósfera suficientemente densa como para retener suficiente calor y aplicar suficiente presión para que la superficie pueda albergar grandes cantidades de agua líquida, mientras que la atmósfera de Venus es la más densa y masiva conocida de ningún cuerpo rocoso del sistema solar, y absorbe el calor del Sol hasta llevar la temperatura media del planeta por encima de los 400 ºC, haciendo imposible la presencia de agua líquida.

Viendo el estado actual de ambas atmósferas y lo inhóspita que resulta la de Venus, sería natural hacernos la siguiente pregunta: ¿siempre ha sido así? ¿O fue más similar a la terrestre en algún momento pasado? Todo apunta a que no siempre ha sido como ahora y a que su aspecto fue más próximo al de nuestra atmósfera en los inicios del sistema solar.

Creemos, aunque las evidencias no son tan definitivas como en Marte, que Venus tuvo un océano de agua líquida sobre su superficie. Sin embargo, pocos cientos de millones de años después de la formación del planeta, con el aumento del brillo del Sol y la evolución de la atmósfera de Venus, las temperaturas crecieron demasiado y este océano acabó evaporándose por completo, pasando a formar parte de la atmósfera del planeta (y contribuyendo más al calentamiento de ésta, pues el vapor de agua es muy buen gas de efecto invernadero). Con el tiempo este vapor de agua se habría ido perdiendo, porque habría escapado al espacio o porque sus moléculas se habrían ido deshaciendo en sus componentes atómicos y recombinándose para formar otras moléculas diferentes.

Una de las pruebas indirectas que tenemos de toda esta historia es la mayor concentración de deuterio en la atmósfera de Venus, cuando la comparamos con la atmósfera terrestre. Este deuterio, que no es más que un isótopo pesado del hidrógeno, provendría del agua primordial. Al resultar más pesado que el hidrógeno, se habría acumulado más eficientemente en la atmósfera, resultando menos probable que escapara al espacio. En la Tierra la mayoría de este deuterio estaría en el agua de los océanos, no siendo detectable en la atmósfera.

En Venus ocurrió lo que se conoce como un efecto invernadero desbocado (runaway greenhouse effect en inglés), en el que el efecto invernadero se dispara y las temperaturas no dejan de aumentar, hasta que los propios océanos se evaporan. En cualquier atmósfera habrá un cierto efecto invernadero, es decir, habrá una cierta absorción de la luz emitida por la superficie del planeta por parte de la atmósfera. Esta luz emitida dependerá de varios factores: de la energía recibida de la estrella (que dependerá a su vez de la distancia y el tipo de estrella), de la energía reflejada directamente al exterior (que dependerá a su vez de muchos factores, como la mayor o menor presencia de hielo o nubes que, al ser blancos, reflejen la mayoría de la luz que reciban) y de la energía que la superficie desprenda, tras absorber la luz incidente y reemitirla. La mayor o menor absorción de la luz emitida por parte de la atmósfera dependerá de su composición, de la presencia de nubes, etc.

Según la combinación de estos factores que se den en un planeta concreto, tendremos una temperatura de equilibrio para su atmósfera. Si modificamos la composición de la atmósfera, aumentando la proporción de gases de efecto invernadero, modificaremos este equilibrio. Eso mismo está ocurriendo en la Tierra: al aumentar la cantidad de dióxido de carbono presente en la atmósfera hemos aumentado la temperatura de equilibrio de nuestra atmósfera. Mientras sigamos aumentando la presencia de este gas, seguirá aumentando esta temperatura de equilibrio. Temperatura que, de hecho, no hemos alcanzado, pues la atmósfera se calienta más lentamente de lo que nosotros aumentamos los niveles de CO2 en ella. Este es el motivo por el cual, aunque dejáramos de emitir dióxido de carbono hoy mismo, la temperatura de la atmósfera seguiría subiendo.

Por supuesto, aumentar el CO2 y con ello la temperatura de la atmósfera puede tener consecuencias que no podremos controlar. Este aumento de temperatura hace que se evapore más agua, añadiendo más vapor de agua a la atmósfera y acelerando ese mismo calentamiento. Hace también que disminuya la superficie cubierta de hielo y que la superficie terrestre absorba cada vez más energía, calentándose más rápidamente. Estos efectos de retroalimentación, que aún no comprendemos en profundidad, pueden agravar el problema del calentamiento global, pero no son lo peor que podría pasar. No son el efecto invernadero desbocado que afectó a Venus.

Llega un momento en que, aunque aumente la temperatura, no aumenta la cantidad de energía que el planeta devuelve al espacio, de forma que resulta imposible alcanzar ningún tipo de equilibrio. Cuando esto ocurra, la energía recibida de la estrella y absorbida por el planeta siempre será mayor que la emitida al espacio, provocando un aumento de la temperatura hasta conseguir la evaporación completa de los océanos. Esto ocurrió en Venus hace miles de millones de años. Por suerte, aunque la Tierra esté sufriendo actualmente un calentamiento global y aunque haya sufrido otros calentamientos en su pasado, todo apunta a que un proceso como el de Venus no podría tener lugar, especialmente no por causas humanas. Harían falta miles de veces más CO2 en la atmósfera para que esto ocurriera.

Referencias:

T.M. Donahue et al, 1982, Venus was wet: a measurement of the ratio of deuterium to hydrogen, Science, 216, DOI: 10.1126/science.216.4546.630

J. F. Kasting et al, 1988, Runaway and moist greenhouse atmospheres and the evolution of Earth and Venus, Icarus. 74 (3), doi:10.1016/0019-1035(88)90116-9

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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