La ecología estudia la relación entre los organismos y su entorno. Para los humanos, es un tema complejo, ya que hemos cambiado el medio ambiente de la Tierra de formas bien estudiadas pero a menudo poco entendidas. Y cada vez está más claro que la influencia de la humanidad se extiende aún más allá de las fronteras del planeta.

En los últimos 50 años, más o menos, la humanidad ha comenzado a explorar el espacio cercano a la Tierra, una zona que se extiende a aproximadamente 1 millón de kilómetros desde la Tierra. Esta actividad está cambiando el medio ambiente de esa región, donde los escombros espaciales se acumulan junto a elementos radiactivos y radiación electromagnética. Ahora, la investigadora del Observatorio Astrofísico de Byurakan en Armenia Elena Nikoghosyan acaba de describir los factores que la ciencia emergente de la ecología cercana a la Tierra debería afrontar.

El impoluto ambiente del espacio cercano a la Tierra está dominado por energía solar. La atmósfera de la Tierra absorbe esta energía, particularmente la de longitudes de onda correspondientes a la presencia de moléculas como el agua, el dióxido de carbono y el oxígeno. De hecho, el ozono absorbe casi toda la radiación con una longitud de onda entre 200 nanómetros y 320 nanómetros, lo que se conoce como radiación ultravioleta-B.

La propia atmósfera varía drásticamente a medida que se aleja de la Tierra. Alrededor del 90 % de su masa se encuentra en la región que hay a solo 12 kilómetros de la superficie, la troposfera. La densidad atmosférica también es la más alta aquí, con aproximadamente 10¹⁹ partículas por centímetro cúbico. Esta densidad cae en picado a mayores altitudes. En la ionosfera, que se extiende desde los 30 kilómetros hasta los 1.000 kilómetros sobre la superficie, la densidad cae de 10¹³ partículas por centímetro cúbico a los 100 kilómetros y hasta las 10⁹ partículas por centímetro cúbico a los 300 kilómetros.

Incluso en estas densidades bajas, estas partículas desempeñan un importante papel protector. La Tierra recibe una lluvia de polvo y roca constante, que se desacelera a medida que entra en la ionosfera y se quema. 

Lo que está claro es que el espacio cercano a la Tierra es un entorno vibrante y activo que alberga una rica variedad de procesos complejos. Pero los humanos estamos empezando a influir en todo esto.

El impacto más obvio de la exploración humana en el espacio cercano a la Tierra es la enorme cantidad de escombros espaciales. En 1957, la Unión Soviética lanzó al Sputnik a un espacio impoluto. Hoy en día, el espacio cercano a la Tierra contiene más de 17.000 objetos lo suficientemente grandes para ser localizados desde el suelo, y muchísimos más de tamaño más pequeño.

De ellos, solo el 6 % corresponde a satélites activos. El resto está formado por satélites muertos, cohetes viejos y escombros, en gran parte debido a la explosión de cuerpos de cohetes cuando se enciende su combustible no utilizado. Incluso ha habido explosiones deliberadas en el espacio.

El mayor porte de escombros espaciales ocurrió el 11 de enero de 2007, cuando China destruyó un satélite meteorológico con un vehículo de destrucción cinética lanzado desde la Tierra. El impacto creó una nube de más de 150.000 partículas de escombros que se dispersaron alrededor de la Tierra a una altitud de 850 kilómetros. Muchos de los restos todavía están allí.

El gran temor es que estos escombros desencadenen el Síndrome de Kessler (llamado así por los científicos de la NASA que lo imaginaron por primera vez). La idea de Kessler es que una partícula de escombros podría chocar con otra, creando más escombros que destruyen otros satélites en una reacción en cadena que podría hacer que el espacio cercano a la Tierra acabe siendo completamente inviable para los satélites.

Este tipo de situación fue el tema central de la película Gravity. Pero no se trata de un peligro de ciencia ficción, el riesgo es real. De hecho, un acontecimiento de tipo Kessler se vuelve cada vez más probable a medida que aumenta la densidad de los desechos espaciales. No en vano, la ESA arranca hoy una conferencia internacional sobre el problema de los desechos espaciales.

Un sistema de lavado natural mantiene relativamente limpia la órbita baja terrestre, por debajo de los 400 kilómetros. La mayor densidad de partículas en esta zona desacelera cualquier cosa que haya en la órbita, lo que la hace caer a la Tierra. Y el Sol que calienta la atmósfera hace que se expanda en un ciclo de 11 años que también despeja las órbitas más altas.

Pero la menor densidad de partículas en mayores altitudes significa que el proceso de lavado es mucho más lento. De hecho, las pruebas nucleares en la atmósfera superior en la década de 1960 lanzaron material radioactivo a la ionosfera que tardó décadas en eliminarse.

Estas regiones también contienen combustible de cohete sin consumir, aunque su volumen es pequeño en comparación con el de los gases de efecto invernadero emitidos en la superficie de la Tierra. También se limpia de forma relativamente rápida. Sin embargo, es probable que se convierta en un problema importante en la Luna, el único cuerpo que se encuentra continuamente en el espacio cercano a la Tierra. El ambiente único y delicado de la Luna se daña fácilmente con los aterrizajes de cohetes.

La Luna tiene una fina atmósfera producida por el viento solar que golpea y vaporiza la superficie lunar. El contenido de esta atmósfera es poco conocido, pero se cree que consiste en unas 100 toneladas de gas. Frente a esto, cada aterrizaje del programa espacial Apolo inyectó unas 20 toneladas de gases de escape en la atmósfera lunar. Estos residuos no se dispersarán fácilmente. Y el impacto final de los aterrizajes en la atmósfera lunar es desconocido. Pero el interés en la Luna está creciendo, y es fácil imaginar cómo la impecable atmósfera lunar podría ser reemplazada rápidamente por una espesa niebla de gases de escape.

Un aspecto final del espacio cercano a la Tierra es el entorno electromagnético. La humanidad bombea ondas electromagnéticas al espacio a una velocidad sin precedentes. Y los satélites las devuelven. Pero esta actividad satura el ambiente con ruido que inunda las señales naturales en estas frecuencias. Así que la actividad humana hace que sea más difícil ver lo que hay ahí fuera.

Todo esto articula el interesante enfoque de Nikoghosyan, quien afirma con cierta moderación: "Los logros técnicos de nuestra civilización están acompañados por ciertas consecuencias negativas". El primer paso para mitigar estas consecuencias es comprenderlas y catalogarlas. Y para eso, se necesita desesperadamente una nueva disciplina científica. La ecología del espacio cercano a la Tierra tendrá un papel importante (aunque necesita desesperadamente un nuevo nombre, ¿astroecología, quizás?).

Pero aquellos que la practiquen deben estar dispuestos a ir un paso más allá y hacer que la humanidad rinda cuentas del impacto que causa en este antiguo entorno inmaculado.

Ref: arxiv.org/abs/1812.10478: Ecology of Near-Earth Space