Hipótesis de las tierras raras

La hipótesis de la Tierra Rara sostiene que los planetas con vida compleja, como la Tierra , son excepcionalmente raros.

En astronomía planetaria y astrobiología , la hipótesis de la Tierra Rara sostiene que el origen de la vida y la evolución de la complejidad biológica , como los organismos multicelulares con reproducción sexual en la Tierra y, posteriormente, la inteligencia humana , requirieron una improbable combinación de eventos y circunstancias astrofísicas y geológicas . Según esta hipótesis, la vida extraterrestre compleja es un fenómeno improbable y probablemente rara en todo el universo. El término "Tierra Rara" proviene de " Tierra Rara: Por qué la vida compleja es poco común en el universo" (2000), un libro de Peter Ward , geólogo y paleontólogo, y Donald E. Brownlee , astrónomo y astrobiólogo, ambos profesores de la Universidad de Washington . Se ha argumentado que esta hipótesis podría ser una solución a la paradoja de Fermi .

En las décadas de 1970 y 1980, Carl Sagan y Frank Drake , entre otros, argumentaron que la Tierra es un planeta rocoso típico en un sistema planetario típico , ubicado en una región común de una galaxia común, ahora conocida como galaxia espiral barrada . Partiendo del principio de mediocridad (derivado del principio copernicano ), sostuvieron que la evolución de la vida en la Tierra, incluyendo a los seres humanos, también era típica y, por lo tanto, que el universo rebosa de vida compleja. En contraste, Ward y Brownlee argumentan que los planetas que reúnen todos los requisitos para la vida compleja no son típicos en absoluto, sino extremadamente raros.

paradoja de Fermi

No existe evidencia confiable ni reproducible de que organismos extraterrestres de ningún tipo hayan visitado la Tierra . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} No se han detectado ni observado transmisiones ni evidencia de vida inteligente en ningún otro lugar del Universo que no sea la Tierra . Esto contradice el conocimiento de que el Universo está lleno de un gran número de planetas, algunos de los cuales probablemente poseen las condiciones propicias para la vida. La vida generalmente se expande hasta llenar todos los nichos disponibles. ^[³^] Estos hechos contradictorios forman la base de la paradoja de Fermi, de la cual la hipótesis de la Tierra Rara es una solución propuesta.

Requisitos para una vida compleja

La hipótesis de la Tierra Rara sostiene que la evolución de la complejidad biológica en cualquier lugar del universo requiere la coincidencia de una gran cantidad de circunstancias fortuitas, incluyendo, entre otras, una zona habitable galáctica ; una estrella central y un sistema planetario con el carácter requerido (es decir, una zona habitable circunestelar ); un planeta terrestre de la masa adecuada; la ventaja de uno o más guardianes gigantes gaseosos como Júpiter (que desvían o absorben posibles impactores ) y posiblemente un gran satélite natural para proteger al planeta de eventos de impacto frecuentes; condiciones necesarias para asegurar que el planeta tenga una magnetosfera y tectónica de placas ; una química similar a la presente en la litosfera , atmósfera y océanos de la Tierra; la influencia de "bombas evolutivas" periódicas como glaciaciones masivas e impactos de bólidos ; y cualquier factor que haya podido llevar al surgimiento de células eucariotas , reproducción sexual y la explosión cámbrica de filos animales , vegetales y de hongos . La evolución de los seres humanos y de la inteligencia humana puede haber requerido otros eventos y circunstancias específicas, todas las cuales son extremadamente improbables que hubieran ocurrido de no ser por el evento de extinción del Cretácico-Paleógeno hace 66 millones de años, que eliminó a los dinosaurios como vertebrados terrestres dominantes .

Según Ward y Brownlee, para que un pequeño planeta rocoso pueda albergar vida compleja, los valores de varias variables deben estar dentro de rangos estrechos. El universo es tan vasto que aún podría contener muchos planetas similares a la Tierra, pero si existen, es probable que estén separados entre sí por miles de años luz . Tales distancias podrían impedir la comunicación entre cualquier especie inteligente que pudiera evolucionar en dichos planetas, lo que resolvería la paradoja de Fermi , que plantea la siguiente pregunta: si los extraterrestres son comunes, ¿por qué no son evidentes?

La ubicación correcta en el tipo de galaxia correcto

El proyecto Rare Earth sugiere que gran parte del universo conocido, incluyendo amplias zonas de la Vía Láctea, son "zonas muertas" incapaces de albergar vida compleja. Aquellas partes de una galaxia donde la vida compleja es posible conforman la zona habitable galáctica , que se caracteriza principalmente por la distancia al centro galáctico .

A medida que aumenta la distancia, la metalicidad de la estrella disminuye. Los metales (que en astronomía se refiere a todos los elementos distintos del hidrógeno y el helio) son necesarios para la formación de planetas terrestres .
La radiación de rayos X y rayos gamma proveniente del agujero negro en el centro galáctico y de las estrellas de neutrones cercanas disminuye su intensidad a medida que aumenta la distancia. Por lo tanto, el universo primitivo y las regiones galácticas actuales con alta densidad estelar y frecuentes supernovas serán zonas muertas. ^{[ 4 ]}
La perturbación gravitacional de planetas y planetesimales por estrellas cercanas disminuye a medida que se reduce la densidad estelar. Por lo tanto, cuanto más lejos se encuentre un planeta del centro galáctico o de un brazo espiral, menor será la probabilidad de que sea impactado por un gran bólido que podría aniquilar toda la vida compleja en él.

Los centros densos de galaxias como NGC 7331 tienen altos niveles de radiación, hostiles para la vida compleja.

Según la hipótesis de las tierras raras, es improbable que los cúmulos globulares alberguen vida.

El punto n.° 1 excluye las regiones más externas de una galaxia; los puntos n.° 2 y n.° 3 excluyen las regiones internas galácticas. Por lo tanto, la zona habitable de una galaxia puede ser un anillo relativamente estrecho de condiciones adecuadas, situado entre su centro inhabitable y sus regiones exteriores.

Además, un sistema planetario habitable debe mantener su ubicación favorable el tiempo suficiente para que evolucione la vida compleja. Una estrella con una órbita galáctica excéntrica (elíptica o hiperbólica) pasará por algunos brazos espirales, regiones desfavorables de alta densidad estelar; por lo tanto, una estrella portadora de vida debe tener una órbita galáctica casi circular, con una sincronización precisa entre la velocidad orbital de la estrella y la de los brazos espirales. Esto restringe aún más la zona habitable galáctica dentro de un rango bastante estrecho de distancias desde el Centro Galáctico. Lineweaver et al. calculan que esta zona es un anillo de 7 a 9 kiloparsecs de radio, que incluye no más del 10% de las estrellas de la Vía Láctea , ^{[ 5 ]} aproximadamente de 20 a 40 mil millones de estrellas. González et al. ^{[ 6 ]} reducirían estas cifras a la mitad; estiman que como máximo el 5% de las estrellas de la Vía Láctea caen dentro de la zona habitable galáctica.

Aproximadamente el 77% de las galaxias observadas son espirales, ^{[ 7 ]} dos tercios de todas las galaxias espirales son barradas, y más de la mitad, como la Vía Láctea, presentan múltiples brazos. ^{[ 8 ]} Según Rare Earth, nuestra propia galaxia es inusualmente tranquila y tenue (véase más abajo), representando solo el 7% de su tipo. ^{[ 9 ]} Aun así, esto representaría más de 200 mil millones de galaxias en el universo conocido.

La galaxia Vía Láctea también parece inusualmente favorable al sufrir menos colisiones con otras galaxias en los últimos 10 mil millones de años, lo que puede causar más supernovas y otras perturbaciones. ^{[ 10 ]} Además, el agujero negro central de la Vía Láctea parece tener una actividad ni excesiva ni insuficiente. ^{[ 11 ]}

La órbita del Sol alrededor del centro de la Vía Láctea es, en efecto, casi perfectamente circular, con un período de 226 Ma (millones de años), que coincide estrechamente con el período de rotación de la galaxia. Sin embargo, la mayoría de las estrellas en las galaxias espirales barradas pueblan los brazos espirales en lugar del halo y tienden a moverse en órbitas alineadas gravitacionalmente , por lo que la órbita del Sol no tiene nada de inusual. Si bien la hipótesis de la Tierra Rara predice que el Sol rara vez, o nunca, debería haber pasado por un brazo espiral desde su formación, la astrónoma Karen Masters ha calculado que la órbita del Sol lo lleva a través de un brazo espiral principal aproximadamente cada 100 millones de años. ^{[ 12 ]} Algunos investigadores han sugerido que varias extinciones masivas sí corresponden con cruces previos de los brazos espirales. ^{[ 13 ]}

La distancia orbital correcta desde el tipo de estrella correcto

El ejemplo terrestre sugiere que la vida compleja requiere agua líquida, cuyo mantenimiento requiere una distancia orbital que no esté ni demasiado cerca ni demasiado lejos de la estrella central, otra escala de zona habitable o principio de Ricitos de Oro . ^{[ 14 ]} La zona habitable varía con el tipo y la edad de la estrella.

Para que exista vida avanzada, la estrella también debe ser muy estable, lo cual es típico de la vida en estrellas intermedias, de unos 4.600 millones de años. La metalicidad y el tamaño adecuados también son importantes para la estabilidad. El Sol tiene una variación de luminosidad baja (0,1%) . Hasta la fecha, no se ha encontrado ninguna estrella gemela solar con una variación de luminosidad que coincida exactamente con la del Sol, aunque algunas se aproximan. La estrella tampoco debe tener compañeras estelares, como en los sistemas binarios , que perturbarían las órbitas de cualquier planeta. Las estimaciones sugieren que el 50% o más de todos los sistemas estelares son binarios. ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} Las estrellas se vuelven gradualmente más brillantes con el tiempo y se necesitan cientos de millones o miles de millones de años para que la vida animal evolucione. El requisito de que un planeta permanezca en la zona habitable incluso cuando sus límites se mueven hacia afuera con el tiempo restringe el tamaño de lo que Ward y Brownlee llaman la "zona continuamente habitable" para los animales. Citan un cálculo que indica que es muy estrecho, entre 0,95 y 1,15 unidades astronómicas (una UA es la distancia entre la Tierra y el Sol), y argumentan que incluso esto puede ser demasiado grande porque se basa en toda la zona dentro de la cual puede existir agua líquida, y el agua cerca del punto de ebullición puede ser demasiado caliente para la vida animal. ^{[ 19 ]}

El agua líquida y otros gases disponibles en la zona habitable aportan el beneficio del efecto invernadero . Aunque la atmósfera terrestre contiene una concentración de vapor de agua del 0 % (en regiones áridas) al 4 % (en regiones de selva tropical y oceánicas) y, a partir de noviembre de 2022, solo 417,2 partes por millón de CO₂ _,^{[ 20 ]} estas pequeñas cantidades bastan para elevar la temperatura superficial media en unos 40 °C, ^{[ 21 ]} siendo la contribución dominante debida al vapor de agua .

Toda forma de vida conocida requiere la compleja química de los elementos metálicos . El espectro de absorción de una estrella revela la presencia de metales en su interior, y los estudios de espectros estelares muestran que muchas, quizás la mayoría, de las estrellas son pobres en metales. Dado que los metales pesados se originan en explosiones de supernovas , la metalicidad aumenta en el universo con el tiempo. La baja metalicidad caracteriza al universo primitivo: cúmulos globulares y otras estrellas que se formaron cuando el universo era joven, estrellas en la mayoría de las galaxias, excepto las espirales grandes , y estrellas en las regiones exteriores de todas las galaxias. Por lo tanto, se cree que las estrellas centrales ricas en metales, capaces de sustentar vida compleja, son más comunes en las regiones menos densas de las galaxias espirales más grandes, donde la radiación también resulta ser débil. ^{[ 22 ]}

La composición química de un planeta puede afectar las condiciones redox en su superficie; por ejemplo, los planetas híceos tendrían atmósferas extremadamente reductoras y ricas en hidrógeno, mientras que los planetas ricos en óxidos podrían perder rápidamente su agua superficial por fotólisis . Las biosferas complejas podrían limitarse a una pequeña minoría de sistemas planetarios con composiciones similares a las del Sol. Por ejemplo, Walton et al. (2026) argumentan que un equilibrio preciso de la cantidad de oxígeno en el manto es necesario para asegurar que permanezca suficiente nitrógeno y fósforo en el manto durante su formación. ^{[ 23 ]}

La disposición correcta de los planetas alrededor de la estrella

Representación del Sol y los planetas del Sistema Solar, así como la secuencia planetaria. Rare Earth argumenta que, sin esta disposición, en particular la presencia del gigantesco planeta gaseoso Júpiter (el quinto planeta desde el Sol y el más grande), la vida compleja en la Tierra no habría surgido.

Los defensores de la teoría de las Tierras Raras argumentan que un sistema planetario capaz de sustentar vida compleja debe estar estructurado más o menos como el Sistema Solar, con planetas interiores pequeños y rocosos y gigantes gaseosos exteriores masivos. ^{[ 24 ]} Sin la protección de planetas como Júpiter, que actúan como "aspiradoras celestes" y ejercen fuertes fuerzas gravitatorias, otros planetas estarían sujetos a colisiones de asteroides catastróficas más frecuentes. Un asteroide del doble del tamaño del que causó la extinción del Cretácico-Paleógeno podría haber aniquilado toda la vida compleja. ^{[ 25 ]}

Las observaciones de exoplanetas han demostrado que las configuraciones planetarias similares al Sistema Solar son raras. La mayoría de los sistemas planetarios tienen supertierras, varias veces más grandes que la Tierra, cerca de su estrella, mientras que la región interior del Sistema Solar solo tiene unos pocos planetas rocosos pequeños y ninguno dentro de la órbita de Mercurio. Solo el 10% de las estrellas tienen planetas gigantes similares a Júpiter y Saturno, y esos pocos rara vez tienen órbitas estables, casi circulares, lejos de su estrella. Konstantin Batygin y sus colegas argumentan que estas características pueden explicarse si, al principio de la historia del Sistema Solar, Júpiter y Saturno se desplazaron hacia el Sol, enviando lluvias de planetesimales hacia las supertierras que las hicieron girar en espiral hacia el Sol, y transportando bloques de hielo a la región terrestre del Sistema Solar que proporcionaron los bloques de construcción para los planetas rocosos. Luego, los dos planetas gigantes se alejaron nuevamente hasta sus posiciones actuales. En opinión de Batygin y sus colegas: «La concatenación de eventos fortuitos necesaria para esta delicada coreografía sugiere que los planetas rocosos pequeños, similares a la Tierra —y quizás la vida misma— podrían ser raros en todo el cosmos». ^{[ 26 ]}

Una órbita continuamente estable

La dinámica newtoniana puede producir órbitas planetarias caóticas , especialmente en un sistema con planetas grandes a alta excentricidad orbital . ^{[ 27 ]} La mayoría de los sistemas planetarios no tienen órbitas casi circulares para sus planetas, lo que produciría fluctuaciones climáticas extremas en esos planetas. ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}

Un planeta terrestre del tamaño adecuado.

La hipótesis de la Tierra Rara sostiene que la vida requiere planetas terrestres como la Tierra, y dado que los gigantes gaseosos carecen de dicha superficie, la vida compleja no puede surgir allí. ^{[ 30 ]}

Un planeta demasiado pequeño no puede mantener mucha atmósfera, lo que provoca que su temperatura superficial sea baja y variable, e imposibilita la existencia de océanos. Un planeta pequeño también tenderá a tener una superficie accidentada, con grandes montañas y profundos cañones. El núcleo se enfriará más rápido y la tectónica de placas será breve o inexistente. ^{[ 31 ]} En la Tierra, la pérdida de calor se equilibra con la producción de calor por desintegración radiactiva, lo que da como resultado una corteza delgada y la tectónica de placas. En un planeta significativamente más grande, la producción de calor superaría la pérdida de calor y la Tierra probablemente no habría desarrollado una corteza exterior, lo que haría imposible la tectónica de placas y la vida. ^{[ 32 ]}

tectónica de placas

Los defensores de las tierras raras argumentan que la tectónica de placas y un campo magnético fuerte son esenciales para la biodiversidad , la regulación de la temperatura global y el ciclo del carbono . ^{[ 33 ]} La ausencia de cadenas montañosas en otras partes del Sistema Solar es evidencia de que la Tierra es el único cuerpo que actualmente posee tectónica de placas y, por lo tanto, el único capaz de sustentar vida. ^{[ 34 ]}

La tectónica de placas depende de la composición química adecuada y de una fuente de calor duradera proveniente de la desintegración radiactiva . Los continentes deben estar formados por rocas félsicas menos densas que "flotan" sobre rocas máficas subyacentes más densas . Taylor ^{[ 35 ]} destaca que las zonas de subducción tectónica requieren la lubricación de océanos de agua. La tectónica de placas también proporciona un medio para el ciclo bioquímico . ^{[ 36 ]}

La tectónica de placas y, como resultado, la deriva continental y la creación de masas de tierra separadas crearían ecosistemas diversificados y biodiversidad , una de las defensas más fuertes contra la extinción. ^{[ 37 ]} Un ejemplo de diversificación de especies y posterior competencia en los continentes de la Tierra es el Gran Intercambio Americano . América del Norte y América Central se desplazaron hacia América del Sur hace aproximadamente 3,5 a 3 Ma. La fauna de América del Sur ya había evolucionado por separado durante unos 30 millones de años, desde que la Antártida se separó, pero, después de la fusión, muchas especies fueron aniquiladas, principalmente en América del Sur, por animales norteamericanos competidores .

Una luna grande

La Luna es inusual porque los demás planetas rocosos del Sistema Solar no tienen satélites ( Mercurio y Venus ) o solo tienen satélites relativamente pequeños que probablemente sean asteroides capturados ( Marte ). Después de Caronte , la Luna es también el satélite natural más grande del Sistema Solar en relación con el tamaño de su cuerpo principal, siendo el 27 % del tamaño de la Tierra. ^{[ 38 ]}

En la hipótesis del impacto gigante , la Luna resultó del impacto de un cuerpo del tamaño aproximado de Marte , denominado Theia , con la joven Tierra. Este impacto gigante también le dio a la Tierra su inclinación axial y velocidad de rotación. ^{[ 35 ]} La rotación rápida reduce la variación diaria de la temperatura y hace viable la fotosíntesis . ^{[ 39 ]} La hipótesis de la Tierra Rara argumenta además que la inclinación axial no puede ser demasiado grande ni demasiado pequeña (en relación con el plano orbital ). Un planeta con una gran inclinación experimentará variaciones climáticas estacionales extremas. Un planeta con poca o ninguna inclinación carecerá del estímulo para la evolución que proporciona la variación climática. Desde esta perspectiva, la inclinación de la Tierra es "justa". La gravedad de un satélite grande también estabiliza la inclinación del planeta; sin este efecto, la variación en la inclinación sería caótica , lo que probablemente haría imposibles las formas de vida complejas en la tierra. ^[⁴⁰^]

Si la Tierra no tuviera Luna, las mareas oceánicas resultantes únicamente de la gravedad del Sol serían solo la mitad de las mareas lunares. Un satélite grande da lugar a pozas de marea , que pueden ser esenciales para la formación de vida compleja , aunque esto dista mucho de ser seguro. ^{[ 41 ]}

Un satélite de gran tamaño también aumenta la probabilidad de tectónica de placas debido al efecto de las fuerzas de marea sobre la corteza del planeta. El impacto que formó la Luna también pudo haber iniciado la tectónica de placas, sin la cual la corteza continental cubriría todo el planeta, sin dejar espacio para la corteza oceánica . Es posible que la convección del manto a gran escala necesaria para impulsar la tectónica de placas no hubiera surgido si la corteza tuviera una composición uniforme. Otra hipótesis indica que una luna tan grande también podría contribuir a mantener el escudo magnético de un planeta actuando continuamente sobre un núcleo planetario metálico como una dinamo, protegiendo así la superficie del planeta de partículas cargadas y rayos cósmicos, y ayudando a asegurar que la atmósfera no se erosione con el tiempo por los vientos solares.

Un ambiente

Un planeta terrestre debe tener el tamaño adecuado, como la Tierra y Venus, para retener una atmósfera. En la Tierra, una vez que el impacto gigante de Theia adelgazó la atmósfera terrestre , se necesitaron otros eventos para que la atmósfera fuera capaz de sustentar la vida. El Bombardeo Intenso Tardío reabasteció la Tierra con el agua perdida después del impacto de Theia. ^{[ 42 ]} El desarrollo de una capa de ozono generó un escudo protector contra la luz solar ultravioleta (UV). ^{[ 43 ]}^{[ 44 ]} El nitrógeno y el dióxido de carbono se necesitan en una proporción correcta para que se forme la vida. ^{[ 45 ]} Los rayos son necesarios para la fijación de nitrógeno . ^{[ 46 ]} El dióxido de carbono gaseoso necesario para la vida proviene de fuentes como volcanes y géiseres . El dióxido de carbono se necesita preferiblemente en niveles relativamente bajos (actualmente en aproximadamente 400 ppm en la Tierra) porque en niveles altos es venenoso. ^{[ 47 ]}^{[ 48 ]} La precipitación es necesaria para tener un ciclo del agua estable. ^{[ 49 ]} Una atmósfera adecuada debe reducir la variación de temperatura diurna . ^{[ 50 ]}^{[ 51 ]}

Uno o más desencadenantes evolutivos para la vida compleja

Este diagrama ilustra el *doble costo del sexo* . Si cada individuo contribuyera a la misma cantidad de descendientes (dos), *(a)* la población sexual permanece del mismo tamaño en cada generación, mientras que *(b)* la población asexual duplica su tamaño en cada generación.

Independientemente de si los planetas con atributos físicos similares a la Tierra son raros o no, algunos argumentan que la vida tiende a no evolucionar hacia nada más complejo que bacterias simples sin la provocación de circunstancias raras y específicas. El bioquímico Nick Lane sostiene que las células simples ( procariotas ) surgieron poco después de la formación de la Tierra, pero dado que casi la mitad de la vida del planeta había transcurrido antes de que evolucionaran hacia células complejas ( eucariotas ), todas las cuales comparten un ancestro común , este evento solo pudo haber ocurrido una vez. Según algunas teorías, las procariotas carecen de la arquitectura celular necesaria para evolucionar hacia eucariotas porque una bacteria expandida hasta alcanzar proporciones eucariotas tendría decenas de miles de veces menos energía disponible para impulsar su metabolismo. Hace dos mil millones de años, una célula simple se incorporó a otra, se multiplicó y evolucionó en mitocondrias que proporcionaron el enorme aumento de energía disponible que permitió la evolución de la vida eucariota compleja. Si esta incorporación ocurrió solo una vez cada cuatro mil millones de años o es improbable por otros motivos, entonces la vida en la mayoría de los planetas sigue siendo simple. ^{[ 52 ]} Una visión alternativa es que la evolución de las mitocondrias fue desencadenada por el medio ambiente, y que los organismos que contienen mitocondrias aparecieron poco después de los primeros rastros de oxígeno atmosférico. ^{[ 53 ]}

La evolución y persistencia de la reproducción sexual es otro misterio en biología. El propósito de la reproducción sexual no está claro, ya que en muchos organismos tiene un costo del 50% (desventaja de aptitud) en relación con la reproducción asexual . ^{[ 54 ]} Los tipos de apareamiento (tipos de gametos , según su compatibilidad) pueden haber surgido como resultado de la anisogamia (dimorfismo de gametos), o los sexos masculino y femenino pueden haber evolucionado antes de la anisogamia. ^{[ 55 ]}^{[ 56 ]} También se desconoce por qué la mayoría de los organismos sexuales utilizan un sistema de apareamiento binario , ^{[ 57 ]} y por qué algunos organismos tienen dimorfismo de gametos. Charles Darwin fue el primero en sugerir que la selección sexual impulsa la especiación ; sin ella, la vida compleja probablemente no habría evolucionado.

El momento adecuado en la historia evolutiva

Aunque se considera que la vida en la Tierra surgió relativamente pronto en la historia del planeta, la evolución de organismos multicelulares a inteligentes tardó unos 800 millones de años. ^{[ 58 ]} Las civilizaciones en la Tierra han existido durante unos 12 000 años, y la comunicación por radio que llega al espacio existe desde hace poco más de 100 años. En relación con la edad del Sistema Solar (~4,57 Ga), este es un período corto, en el que no hubo variaciones climáticas extremas, supervolcanes ni grandes impactos de meteoritos. Estos eventos habrían perjudicado gravemente a la vida inteligente, así como a la vida en general. Por ejemplo, la extinción masiva del Pérmico-Triásico , causada por erupciones volcánicas generalizadas y continuas en un área del tamaño de Europa Occidental, provocó la extinción del 95 % de las especies conocidas hace unos 251,2 Ma . Hace aproximadamente 65 millones de años, el impacto de Chicxulub en el límite Cretácico-Paleógeno (~65,5 Ma) en la península de Yucatán en México provocó una extinción masiva.

ecuación de tierras raras

La siguiente discusión está adaptada de Cramer. ^{[ 59 ]} La ecuación de tierras raras es la réplica de Ward y Brownlee a la ecuación de Drake . Calcula $N$ , el número de planetas similares a la Tierra en la Vía Láctea que poseen formas de vida complejas, como:

N=N^{*}\cdot n_{e}\cdot f_{g}\cdot f_{p}\cdot f_{pm}\cdot f_{i}\cdot f_{c}\cdot f_{l}\cdot f_{m}\cdot f_{j}\cdot f_{me}

^{[ 60 ]}

dónde:

N* es el número de estrellas en la Vía Láctea . Este número no se estima con precisión, ya que la masa de la Vía Láctea no se conoce bien y se dispone de poca información sobre la cantidad de estrellas pequeñas. N* es de al menos 100 mil millones, y podría llegar a ser de hasta 500 mil millones si existen muchas estrellas de baja visibilidad.
$n_{e}$ es el número promedio de planetas en la zona habitable de una estrella. Esta zona es bastante estrecha, ya que está limitada por el requisito de que la temperatura planetaria promedio sea consistente con el agua que permanece líquida durante todo el tiempo necesario para que evolucione la vida compleja. Por lo tanto, $n_{e}$ =1 es un límite superior probable.

Suponemos $N^{*}\cdot n_{e}=5\cdot 10^{11}$ La hipótesis de las tierras raras puede entonces considerarse como una afirmación de que el producto de los otros nueve factores de la ecuación de las tierras raras que se enumeran a continuación, que son todos fracciones, no es mayor que 10 ⁻¹⁰ y podría ser plausiblemente tan pequeño como 10 ⁻¹² . En este último caso, $N$ podría ser tan pequeño como 0 o 1. Ward y Brownlee en realidad no calculan el valor de $N$ Porque los valores numéricos de muchos de los factores que se mencionan a continuación solo pueden conjeturarse. No se pueden estimar simplemente porque solo tenemos un dato : la Tierra, un planeta rocoso que orbita una estrella G2 en un tranquilo suburbio de una gran galaxia espiral barrada , y hogar de la única especie inteligente que conocemos; es decir, nosotros mismos.

$f_{g}$ es la fracción de estrellas en la zona habitable galáctica (Ward, Brownlee y Gonzalez estiman este factor en 0,1 ^{[ 6 ]} ).
$f_{p}$ es la fracción de estrellas en la Vía Láctea que tienen planetas.
$f_{pm}$ es la fracción de planetas que son rocosos ("metálicos") en lugar de gaseosos.
$f_{i}$ es la fracción de planetas habitables donde surge la vida microbiana. Ward y Brownlee creen que es poco probable que esta fracción sea pequeña.
$f_{c}$ es la fracción de planetas donde evoluciona la vida compleja. Durante el 80% del tiempo transcurrido desde que apareció la vida microbiana en la Tierra, solo existía vida bacteriana. Por lo tanto, Ward y Brownlee argumentan que esta fracción podría ser pequeña.
$f_{l}$ Es la fracción de la vida total de un planeta durante la cual existe vida compleja. La vida compleja no puede perdurar indefinidamente, ya que la energía emitida por el tipo de estrella que permite su surgimiento aumenta gradualmente, y la estrella central finalmente se convierte en una gigante roja , engullendo a todos los planetas en la zona habitable. Además, con el tiempo suficiente, una extinción catastrófica de toda la vida compleja se vuelve cada vez más probable.
$f_{m}$ es la fracción de planetas habitables con una luna grande. Si la hipótesis del impacto gigante sobre el origen de la Luna es correcta, esta fracción es pequeña.
$f_{j}$ es la fracción de sistemas planetarios con planetas jovianos grandes. Esta fracción podría ser grande.
$f_{me}$ es la fracción de planetas con un número suficientemente bajo de eventos de extinción. Ward y Brownlee argumentan que el bajo número de tales eventos que la Tierra ha experimentado desde la explosión cámbrica puede ser inusual, en cuyo caso esta fracción sería pequeña.

Lammer, Scherf et al. definen los hábitats similares a la Tierra (HE) como exoplanetas rocosos dentro de la zona habitable de vida compleja (ZHC) en los que pueden existir atmósferas dominadas por N₂-O₂ similares a la Tierra con pequeñas cantidades de CO₂ _. Estiman _que_el número máximo de HE en la Vía Láctea es de 1000 millones de años. ${2.54}_{-2.48}^{+71.64}\cdot 10^{5}$ , siendo el número real de EH posiblemente mucho menor que eso. ^{[ 61 ]}^{[ 62 ]} Esto reduciría la ecuación de tierras raras a:

N_{\max }={2.54}_{-2.48}^{+71.64}\cdot 10^{5}\cdot f_{i}\cdot f_{c}\cdot f_{l}\cdot f_{m}\cdot f_{j}\cdot f_{me}

La ecuación de las tierras raras, a diferencia de la ecuación de Drake , no tiene en cuenta la probabilidad de que la vida compleja evolucione hacia una vida inteligente que descubra la tecnología. Barrow y Tipler revisan el consenso entre estos biólogos de que la trayectoria evolutiva desde los cordados primitivos del Cámbrico , por ejemplo, Pikaia, hasta Homo sapiens , fue un evento altamente improbable. Por ejemplo, los grandes cerebros de los humanos presentan marcadas desventajas adaptativas, ya que requieren un metabolismo costoso , un largo período de gestación y una infancia que dura más del 25 % de la esperanza de vida total promedio. ^{[ 63 ]} Otras características improbables de los humanos incluyen:

Siendo uno de los pocos vertebrados terrestres bípedos (no aviares) existentes . Combinado con una inusual coordinación ojo-mano , esto permite manipulaciones diestras del entorno físico con las manos ;
Un aparato vocal mucho más expresivo que el de cualquier otro mamífero, que permite el habla . El habla hace posible que los humanos interactúen de forma cooperativa, compartan conocimientos y adquieran una cultura;
La capacidad de formular abstracciones hasta un punto que permitió la invención de las matemáticas y el descubrimiento de la ciencia y la tecnología . Solo recientemente los seres humanos adquirieron un nivel de sofisticación científica y tecnológica similar al actual.

Defensores

Escritores que apoyan la hipótesis de las Tierras Raras:

Stuart Ross Taylor , ^{[ 35 ]} un especialista en el Sistema Solar, creía firmemente en la hipótesis. Taylor concluyó que el Sistema Solar es probablemente inusual, porque resultó de muchos factores y eventos fortuitos.
Stephen Webb, ^{[ 64 ]} un físico, presenta y rechaza principalmente soluciones candidatas para la paradoja de Fermi . La hipótesis de la Tierra Rara emerge como una de las pocas soluciones que quedan en pie al final de su libro ¿ Dónde está todo el mundo?
Simon Conway Morris , paleontólogo , respalda la hipótesis de la Tierra rara en el capítulo 5 de su libro La solución de ^la vida: humanos inevitables en un universo solitario [ ⁶⁵^] y cita con aprobación el libro de Ward y Brownlee ^[⁶⁶^{] .}
John D. Barrow y Frank J. Tipler , cosmólogos , defienden con vehemencia la hipótesis de que los humanos probablemente sean la única vida inteligente en la Vía Láctea , y quizás en todo el universo. Pero esta hipótesis no es central en su libro El principio cosmológico antrópico , un estudio exhaustivo del principio antrópico y de cómo las leyes de la física son particularmente adecuadas para permitir el surgimiento de la complejidad en la naturaleza. ^{[ 67 ]}
Ray Kurzweil , pionero de la informática y autoproclamado singularitario , argumenta en su libro de 2005, La Singularidad Está Cerca , que la Singularidad venidera exige que la Tierra sea el primer planeta en el que evolucionó vida inteligente y tecnológica. Si bien podrían existir otros planetas similares a la Tierra, esta debe ser la más avanzada evolutivamente, ya que de lo contrario habríamos visto evidencia de que otra cultura experimentó la Singularidad y se expandió para aprovechar toda la capacidad computacional del universo físico.
John Gribbin , un prolífico escritor de divulgación científica, defiende la hipótesis en Alone in the Universe: Why our planet is unique (2011). ^{[ 68 ]}
Marc J. Defant, profesor de geoquímica y vulcanología, profundizó en varios aspectos de la hipótesis de la Tierra rara en su charla TEDx titulada: Por qué estamos solos en la galaxia. ^{[ 69 ]} También escribió en su libro de 1998: «No creo que fuéramos el resultado predestinado de la evolución. De hecho, probablemente somos el resultado de una cantidad increíble de circunstancias fortuitas (un ejemplo es el impacto del meteorito al final del Cretácico, que probablemente destruyó a los dinosaurios y condujo al dominio de los mamíferos). La naturaleza fortuita de nuestra evolución debería quedar clara en este libro. Incluso podría afirmar que tantas "coincidencias" tuvieron que ocurrir durante la historia del universo, que la vida inteligente en este planeta podría ser la única vida en nuestro universo. No quiero sugerir que hayamos sido "creados". Quiero decir que tal vez no haya tantas posibilidades de encontrar vida en nuestra galaxia o universo como algunos nos quieren hacer creer. Puede que seamos nosotros mismos». ^{[ 70 ]}
Brian Cox , físico y figura destacada en la divulgación científica, confiesa su apoyo a la hipótesis en su producción de la BBC de 2014, "El Universo Humano" .
Richard Dawkins , biólogo evolutivo , menciona la paradoja de Fermi en su libro El mayor espectáculo de la Tierra , al analizar cómo evolucionó la vida en nuestro planeta. Si bien aún desconocemos el proceso exacto de su origen, Dawkins considera que se trata de un evento excepcional, dado que no hemos encontrado evidencia de vida en otros lugares del universo. Concluye que la vida es probablemente muy rara en todo el universo. ^{[ 71 ]}

Crítica

Los argumentos en contra de la hipótesis de las tierras raras adoptan diversas formas.

La hipótesis parece antropocéntrica.

La hipótesis concluye, más o menos, que la vida compleja es rara porque solo puede evolucionar en la superficie de un planeta similar a la Tierra o en un satélite adecuado de un planeta. Algunos biólogos, como Jack Cohen , consideran que esta suposición es demasiado restrictiva y poco imaginativa; la ven como una forma de razonamiento circular . ^{[ 72 ]}

Según David Darling , la hipótesis de la Tierra rara no es ni una hipótesis ni una predicción , sino simplemente una descripción de cómo surgió la vida en la Tierra. ^{[ 73 ]} En su opinión, Ward y Brownlee no han hecho más que seleccionar los factores que mejor se ajustan a su caso.

Lo que importa no es si la Tierra tiene algo inusual; todos los planetas del espacio tienen algo peculiar . Lo que importa es si alguna de las circunstancias de la Tierra no solo es inusual, sino también esencial para la vida compleja. Hasta ahora no hemos visto nada que lo sugiera. ^{[ 74 ]}

Los críticos también argumentan que existe un vínculo entre la hipótesis de las Tierras Raras y la idea no científica del diseño inteligente . ^{[ 75 ]}

Se están descubriendo exoplanetas alrededor de estrellas de la secuencia principal en grandes cantidades.

Cada vez se descubren más planetas extrasolares ; al 23 de abril de 2026 , se conocían 6416 planetas en 4809 sistemas planetarios . ^[⁷⁶^] Los defensores de la teoría de la Tierra rara argumentan que la vida no puede surgir fuera de sistemas similares al Sol, debido al acoplamiento de marea y la radiación ionizante fuera del rango F7–K1. Sin embargo, algunos exobiólogos han sugerido que las estrellas fuera de este rango podrían dar origen a la vida en las circunstancias adecuadas; esta posibilidad es un punto central de controversia para la hipótesis porque estas estrellas de las categorías K tardía y M constituyen aproximadamente el 82 % de todas las estrellas que queman hidrógeno. ^[⁷⁷^]

La tecnología actual limita la comprobación de criterios importantes para los planetas de tipo Tierra Rara: la presencia de agua superficial, placas tectónicas, una luna grande y biofirmas son actualmente indetectables. Aunque los planetas del tamaño de la Tierra son difíciles de detectar y clasificar, los científicos creen ahora que los planetas rocosos son comunes alrededor de estrellas similares al Sol. ^{[ 78 ]} El Índice de Similitud con la Tierra (ESI, por sus siglas en inglés), que mide la masa, el radio y la temperatura, proporciona un método de medición, pero no cumple con todos los criterios para los planetas de tipo Tierra Rara. ^{[ 79 ]}^{[ 80 ]}

Los planetas rocosos que orbitan dentro de zonas habitables podrían no ser raros.

Se están encontrando planetas de tamaño similar a la Tierra en cantidades relativamente grandes en las zonas habitables de estrellas similares. La infografía de 2015 muestra Kepler-62e , Kepler-62f , Kepler-186f , Kepler-296e , Kepler-296f , Kepler-438b , Kepler-440b , Kepler-442b y Kepler-452b . ^{[ 81 ]}

Algunos argumentan que las estimaciones de Rare Earth sobre planetas rocosos en zonas habitables ( $n_{e}$ en la ecuación de Tierras Raras) son demasiado restrictivas. James Kasting cita la ley de Titius-Bode para sostener que es un nombre inapropiado describir las zonas habitables como estrechas cuando hay un 50% de probabilidad de que al menos un planeta orbite dentro de una. ^{[ 82 ]} En 2013, los astrónomos que utilizaron los datos del telescopio espacial Kepler estimaron que se espera que alrededor de una quinta parte de las estrellas de tipo G y tipo K ( estrellas parecidas al sol y enanas naranjas ) tengan un planeta del tamaño de la Tierra o de una supertierra (1–2 Tierras de ancho ) cerca de una órbita similar a la de la Tierra (0,25–4 F _🜨 ), ^{[ 83 ]} lo que produce alrededor de 8.8 mil millones de ellos para toda la galaxia Vía Láctea . ^{[ 84 ]}^{[ 85 ]}^{[ 86 ]}

Incertidumbre sobre el papel de Júpiter

El requisito de que un sistema tenga un planeta joviano como protector (factor de la ecuación de Tierras Raras) $f_{j}$ ) ha sido cuestionado, afectando el número de eventos de extinción propuestos (factor de la ecuación de tierras raras) $f_{me}$ ). La revisión de Kasting de 2001 de Rare Earth cuestiona si un protector de Júpiter tiene alguna relación con la incidencia de vida compleja. ^{[ 87 ]} Los modelos informáticos, incluidos el modelo Nice de 2005 y el modelo Nice 2 de 2007 , arrojan resultados no concluyentes en relación con la influencia gravitacional de Júpiter y los impactos en los planetas interiores. ^{[ 88 ]} Un estudio de Horner y Jones (2008) que utilizó simulación por computadora encontró que, si bien el efecto total en todos los cuerpos orbitales dentro del Sistema Solar no está claro, Júpiter ha causado más impactos en la Tierra de los que ha evitado. ^{[ 89 ]} Se sabía que el cometa Lexell , un cometa que pasó cerca de la Tierra en 1770 más cerca que cualquier otro cometa en la historia registrada, fue causado por la influencia gravitacional de Júpiter. ^{[ 90 ]}

La tectónica de placas puede no ser exclusiva de la Tierra ni un requisito para la vida compleja.

Descubrimientos geológicos como las características activas de la región de Tombaugh de Plutón parecen contradecir el argumento de que los mundos geológicamente activos como la Tierra son raros. ^{[ 91 ]}

Ward y Brownlee argumentan que para que la vida compleja evolucione (factor de la ecuación de tierras raras) $f_{c}$ ), la tectónica debe estar presente para generar ciclos biogeoquímicos , y predijo que tales características geológicas no se encontrarían fuera de la Tierra, apuntando a la falta de cadenas montañosas observables y subducción . ^{[ 92 ]} Sin embargo, no hay consenso científico sobre la evolución de la tectónica de placas en la Tierra. Aunque se cree que el movimiento tectónico comenzó hace unos tres mil millones de años, ^{[ 93 ]} para entonces la fotosíntesis y la oxigenación ya habían comenzado. Además, estudios recientes señalan la tectónica de placas como un fenómeno planetario episódico, y que la vida puede evolucionar durante períodos de "tapa estancada" en lugar de estados de tectónica de placas. ^{[ 94 ]}

Evidencia reciente también apunta a actividad similar que ha ocurrido o continúa ocurriendo en otros lugares. La geología de Plutón , por ejemplo, descrita por Ward y Brownlee como "sin montañas ni volcanes... desprovista de actividad volcánica", ^{[ 22 ]} se ha encontrado desde entonces que es todo lo contrario, con una superficie geológicamente activa que posee moléculas orgánicas ^{[ 95 ]} y cadenas montañosas ^{[ 96 ]} como Tenzing Montes y Hillary Montes comparables en tamaño relativo a las de la Tierra, y las observaciones sugieren la participación de procesos endógenos. ^{[ 97 ]} La tectónica de placas se ha sugerido como una hipótesis para la dicotomía marciana , y en 2012 el geólogo An Yin presentó evidencia de tectónica de placas activa en Marte . ^{[ 98 ]} Se ha sospechado durante mucho tiempo que Europa tiene tectónica de placas ^{[ 99 ]} y en 2014 la NASA anunció evidencia de subducción activa. ^{[ 100 ]} Al igual que Europa, el análisis de la superficie de la luna más grande de Júpiter, Ganímedes, las fallas de rumbo y los materiales superficiales de posible origen endógeno sugieren que también allí se ha producido tectónica de placas. ^{[ 101 ]}^{[ 102 ]} En 2017, científicos que estudiaban la geología de Caronte confirmaron que la tectónica de placas heladas también operaba en la luna más grande de Plutón. ^{[ 103 ]} Desde 2017, varios estudios de la geodinámica de Venus también han encontrado que, contrariamente a la visión de que la litosfera de Venus es estática, en realidad se está deformando a través de procesos activos similares a la tectónica de placas, aunque con menos subducción, lo que implica que la geodinámica no es un fenómeno raro en cuerpos del tamaño de la Tierra . ^{[ 104 ]}^{[ 105 ]}

Kasting sugiere que no hay nada inusual en la presencia de tectónica de placas en planetas rocosos grandes y agua líquida en la superficie, ya que la mayoría debería generar calor interno incluso sin la ayuda de elementos radiactivos. ^{[ 87 ]} Estudios de Valencia ^{[ 106 ]} y Cowan ^{[ 107 ]} sugieren que la tectónica de placas puede ser inevitable para planetas terrestres del tamaño de la Tierra o más grandes, es decir, supertierras , que ahora se sabe que son más comunes en los sistemas planetarios. ^{[ 108 ]}

El oxígeno libre puede no ser ni escaso ni un requisito previo para la vida multicelular.

Se cree que los animales del género *Spinoloricus* desafían el paradigma de que toda la vida animal en la Tierra necesita oxígeno.

La hipótesis de que el oxígeno molecular , necesario para la vida animal , es raro y que un Gran Evento de Oxigenación (factor de la ecuación de Tierras Raras) $f_{c}$ La teoría de que solo pudo haber sido desencadenada y sostenida por la tectónica parece haber sido invalidada por descubrimientos más recientes.

Ward y Brownlee preguntan "si la oxigenación, y por lo tanto el surgimiento de los animales, habría ocurrido alguna vez en un mundo donde no hubiera continentes que erosionar". ^{[ 109 ]} Recientemente se ha detectado oxígeno libre extraterrestre alrededor de otros objetos sólidos, incluidos Mercurio, ^{[ 110 ]} Venus, ^{[ 111 ]} Marte, ^{[ 112 ]} las cuatro lunas galileanas de Júpiter , ^{[ 113 ]} las lunas de Saturno Encélado, ^{[ 114 ]} Dione ^{[ 115 ]}^{[ 116 ]} y Rea ^{[ 117 ]} e incluso la atmósfera de un cometa. ^{[ 118 ]} Esto ha llevado a los científicos a especular si otros procesos además de la fotosíntesis podrían ser capaces de generar un ambiente rico en oxígeno libre. Wordsworth (2014) concluye que el oxígeno generado por medios distintos a la fotodisociación puede ser probable en exoplanetas similares a la Tierra, y podría incluso conducir a falsos positivos en la detección de vida. ^{[ 119 ]} Narita (2015) sugiere la fotocatálisis por dióxido de titanio como un mecanismo geoquímico para producir atmósferas de oxígeno. ^{[ 120 ]}

Desde la afirmación de Ward y Brownlee de que "hay evidencia irrefutable de que el oxígeno es un ingrediente necesario para la vida animal", ^{[ 109 ]} se han encontrado metazoos anaeróbicos que efectivamente metabolizan sin oxígeno. Spinoloricus cinziae , por ejemplo, una especie descubierta en la cuenca anóxica hipersalina de L'Atalante en el fondo del mar Mediterráneo en 2010, parece metabolizar con hidrógeno, careciendo de mitocondrias y utilizando en su lugar hidrogenosomas . ^[¹²¹^]^[¹²²^] Los estudios desde 2015 del género eucariota Monocercomonoides que carecen de orgánulos mitocondriales también son significativos, ya que no hay signos detectables de que las mitocondrias sean parte del organismo. ^[¹²³^] Desde entonces, se han identificado más eucariotas, particularmente parásitos , que carecen por completo de genoma mitocondrial, como el descubrimiento de 2020 en Henneguya zschokkei . ^[¹²⁴^] Una investigación más profunda sobre las vías metabólicas alternativas utilizadas por estos organismos parece presentar más problemas para la premisa.

Stevenson (2015) ha propuesto otras alternativas de membrana para la vida compleja en mundos sin oxígeno. ^{[ 125 ]} En 2017, científicos del Instituto de Astrobiología de la NASA descubrieron las condiciones químicas necesarias para la formación de azotosomas en Titán, la luna de Saturno, un mundo que carece de oxígeno atmosférico. ^{[ 126 ]} Estudios independientes de Schirrmeister y Mills concluyeron que la vida multicelular de la Tierra existía antes del Gran Evento de Oxigenación, no como consecuencia del mismo. ^{[ 127 ]}^{[ 128 ]}

Los científicos de la NASA Hartman y McKay argumentan que la tectónica de placas podría, de hecho, ralentizar el aumento de la oxigenación (y, por lo tanto, obstaculizar la vida compleja en lugar de promoverla). ^{[ 129 ]} Un modelo informático realizado por Tilman Spohn en 2014 encontró que la tectónica de placas en la Tierra podría haber surgido de los efectos del surgimiento de la vida compleja, en lugar de al revés, como podría sugerir la teoría de la Tierra rara. La acción de los líquenes sobre la roca podría haber contribuido a la formación de zonas de subducción en presencia de agua. ^{[ 130 ]} Kasting argumenta que si la oxigenación causó la explosión cámbrica, entonces cualquier planeta con fotosíntesis productora de oxígeno debería tener vida compleja. ^{[ 131 ]}

Una magnetosfera puede no ser rara o un requisito

La importancia del campo magnético terrestre para el desarrollo de la vida compleja ha sido objeto de debate. El origen del campo magnético terrestre sigue siendo un misterio ^{[ 132 ],} aunque la presencia de una magnetosfera parece ser relativamente común en objetos de mayor masa planetaria, ya que todos los planetas del Sistema Solar más grandes que la Tierra poseen una. ^{[ 133 ]} Existe evidencia creciente de actividad magnética presente o pasada en cuerpos terrestres como la Luna, Ganímedes, Mercurio y Marte. ^{[ 134 ]} Sin mediciones suficientes, los estudios actuales se basan en gran medida en métodos de modelado desarrollados en 2006 por Olson y Christensen para predecir la intensidad del campo. ^{[ 135 ]} Utilizando una muestra de 496 planetas, estos modelos predicen que Kepler-186f es uno de los pocos del tamaño de la Tierra que podría albergar una magnetosfera (aunque la existencia de un campo magnético alrededor de este planeta no ha sido confirmada hasta el momento). ^{[ 135 ]} Sin embargo, la evidencia empírica reciente apunta a la existencia de campos mucho más grandes y potentes que los encontrados en el Sistema Solar, algunos de los cuales no pueden explicarse mediante estos modelos. ^{[ 136 ]}^{[ 137 ]}

Kasting argumenta que la atmósfera proporciona suficiente protección contra los rayos cósmicos incluso durante épocas de inversión de los polos magnéticos y pérdida de atmósfera por pulverización catódica. ^{[ 87 ]} Kasting también descarta el papel del campo magnético en la evolución de los eucariotas, citando la edad de los magnetofósiles más antiguos conocidos . ^{[ 138 ]}

Una luna grande puede no ser ni rara ni necesaria.

El requisito de una luna grande (factor de la ecuación de tierras raras) $f_{m}$ ) también ha sido cuestionada. Incluso si fuera necesario, tal suceso podría no ser tan único como predice la Hipótesis de la Tierra Rara. El trabajo de Edward Belbruno y J. Richard Gott de la Universidad de Princeton sugiere que los impactores gigantes como los que pudieron haber formado la Luna pueden formarse en puntos troyanos planetarios ( punto lagrangiano _L4 o L5 ) _, lo que significa que circunstancias similares podrían ocurrir en otros sistemas planetarios. ^[¹³⁹^]

La afirmación de que la estabilización de la oblicuidad y la rotación de la Tierra por parte de la Luna es un requisito para la vida compleja ha sido cuestionada. Kasting argumenta que una Tierra sin Luna aún poseería hábitats con climas adecuados para la vida compleja y cuestiona si la velocidad de rotación de una Tierra sin Luna puede predecirse. ^{[ 87 ]} Aunque la hipótesis del gran impacto postula que el impacto que formó la Luna aumentó la velocidad de rotación de la Tierra para hacer que un día durara aproximadamente 5 horas, la Luna ha " robado " lentamente gran parte de esta velocidad para reducir el día solar de la Tierra desde entonces a unas 24 horas y continúa haciéndolo: en 100 millones de años, el día solar de la Tierra será aproximadamente de 24 horas y 38 minutos (lo mismo que el día solar de Marte); en 1000 millones de años, 30 horas y 23 minutos. Los cuerpos secundarios más grandes ejercerían fuerzas de marea proporcionalmente mayores que a su vez desacelerarían a sus primarios más rápido y potencialmente aumentarían el día solar de un planeta en todos los demás aspectos como la Tierra a más de 120 horas en unos pocos miles de millones de años. Este largo día solar dificultaría enormemente la disipación efectiva del calor para los organismos en los trópicos y subtrópicos, de manera similar al acoplamiento de marea con una estrella enana roja. Los días cortos (alta velocidad de rotación) provocan fuertes vientos a nivel del suelo. Los días largos (baja velocidad de rotación) provocan temperaturas diurnas y nocturnas demasiado extremas. ^{[ 140 ]}

Muchos defensores de la teoría de las Tierras Raras argumentan que la tectónica de placas de la Tierra probablemente no existiría si no fuera por las fuerzas de marea de la Luna o el impacto de Theia (que prolonga los efectos del manto). ^{[ 141 ]}^{[ 142 ]} La hipótesis de que la influencia de las mareas de la Luna inició o sostuvo la tectónica de placas de la Tierra sigue sin probarse, aunque al menos un estudio implica una correlación temporal con la formación de la Luna. ^{[ 143 ]} La evidencia de la existencia pasada de tectónica de placas en planetas como Marte ^{[ 144 ]} que puede que nunca haya tenido una luna grande refutaría este argumento, aunque la tectónica de placas puede desvanecerse de todos modos antes de que una luna sea relevante para la vida. ^{[ 141 ]}^{[ 142 ]} Kasting argumenta que una luna grande no es necesaria para iniciar la tectónica de placas. ^{[ 87 ]}

La vida compleja puede surgir en hábitats alternativos.

Los defensores de la teoría de la Tierra rara argumentan que la vida simple puede ser común, aunque la vida compleja requiere condiciones ambientales específicas para surgir. Los críticos consideran que la vida podría surgir en una luna de un gigante gaseoso, aunque esto es menos probable si la vida requiere vulcanismo. La luna debe tener tensiones que induzcan calentamiento por mareas, pero no tan dramáticas como las que se ven en Io de Júpiter. Sin embargo, la luna está dentro de los intensos cinturones de radiación del gigante gaseoso, esterilizando cualquier biodiversidad antes de que pueda establecerse. Dirk Schulze-Makuch lo refuta, planteando la hipótesis de bioquímicas alternativas para la vida extraterrestre. ^{[ 145 ]} Mientras que los defensores de la teoría de la Tierra rara argumentan que solo los extremófilos microbianos podrían existir en hábitats subterráneos más allá de la Tierra, algunos argumentan que la vida compleja también puede surgir en estos entornos. Ejemplos de animales extremófilos como Hesiocaeca methanicola , un animal que habita clatratos de metano del fondo oceánico , sustancias que se encuentran más comúnmente en el Sistema Solar exterior, los tardígrados que pueden sobrevivir en el vacío del espacio ^{[ 146 ]} o Halicephalobus mephisto que existe en presión aplastante, temperaturas abrasadoras y niveles extremadamente bajos de oxígeno a 3,6 kilómetros (2,2 millas) de profundidad en la corteza terrestre, ^{[ 147 ]} son citados a veces por los críticos como vida compleja capaz de prosperar en entornos "extraños". Jill Tarter refuta el contraargumento clásico de que estas especies se adaptaron a estos entornos en lugar de surgir en ellos, sugiriendo que no podemos asumir condiciones para que surja la vida que en realidad no se conocen. ^{[ 148 ]} Hay sugerencias de que la vida compleja podría surgir en condiciones subsuperficiales que pueden ser similares a aquellas donde la vida pudo haber surgido en la Tierra, como las subsuperficies calentadas por mareas de Europa o Encélado. ^{[ 149 ]}^{[ 150 ]} Los antiguos ecosistemas circunventales como estos sustentan vida compleja en la Tierra, como Riftia pachyptila , que existe completamente independiente de la biosfera superficial. ^{[ 151 ]}

Véase también

Universo finamente ajustado : la hipótesis de que la vida no podría existir si varias constantes naturales, principalmente cosmológicas, hubieran sido incluso ligeramente diferentes.

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