La historia del mundo que tal vez perdió sus océanos

Hoy, Venus parece casi la definición de un planeta inhabitable.

Su superficie alcanza temperaturas cercanas a los 462 °C, la presión atmosférica es unas 90 veces mayor que la de la Tierra y una densa atmósfera de dióxido de carbono mantiene al planeta atrapado bajo un efecto invernadero extremo. Las nubes que cubren su cielo están formadas principalmente por gotas de ácido sulfúrico y, en la superficie, el paisaje está dominado por llanuras volcánicas, montañas y estructuras geológicas moldeadas por una historia muy diferente de la terrestre.

Sin embargo, Venus no siempre tuvo por qué ser ese mundo infernal.

Algunos modelos climáticos han planteado una posibilidad extraordinaria: el antiguo Venus pudo haber mantenido un clima templado y agua líquida durante aproximadamente tres mil millones de años. En determinados escenarios, el planeta habría tenido océanos poco profundos, una atmósfera mucho más moderada y temperaturas superficiales compatibles con la habitabilidad.

La idea resulta desconcertante.

Si aquellos modelos describen correctamente una de las posibles historias de Venus, nuestro vecino planetario pudo haber pasado la mayor parte de su existencia en unas condiciones radicalmente diferentes de las actuales.

Pero existe otra posibilidad. Investigaciones posteriores han planteado que Venus quizá nunca llegó a formar océanos permanentes y que pudo haber perdido gran parte de su agua durante sus primeras etapas de evolución.

El misterio, por tanto, no está resuelto.

Y precisamente por eso Venus resulta tan fascinante.

Porque debajo de sus nubes amarillentas se esconde una pregunta fundamental para la ciencia planetaria:

¿Cómo puede un planeta tan parecido a la Tierra en tamaño y composición terminar siguiendo una historia climática completamente diferente?

Dos mundos nacidos de ingredientes parecidos

Venus y la Tierra suelen llamarse planetas hermanos, y la comparación no es gratuita.

Ambos son mundos rocosos. Ambos poseen tamaños y masas similares. Ambos se formaron en la región interior del sistema solar a partir de materiales relativamente semejantes y ambos desarrollaron atmósferas sustanciales.

Sin embargo, sus destinos climáticos fueron extraordinariamente diferentes.

La Tierra conserva grandes cantidades de agua líquida en su superficie y ha mantenido condiciones compatibles con la vida durante miles de millones de años.

Venus, en cambio, terminó convertido en un planeta extremadamente seco y caliente.

Su atmósfera está compuesta principalmente por dióxido de carbono, mientras que la presión y la temperatura de su superficie crean un entorno completamente incompatible con la vida terrestre conocida.

Esta divergencia convierte a Venus en algo más que nuestro vecino.

Es un experimento natural de evolución planetaria.

Al estudiar por qué Venus y la Tierra tomaron caminos tan diferentes, los científicos pueden intentar comprender qué factores permiten que un planeta rocoso mantenga condiciones habitables y cuáles pueden conducirlo hacia un estado irreversible de calentamiento y pérdida de agua.

Una perspectiva publicada en Nature Astronomy en 2024 llegó a describir a Venus como un auténtico punto de referencia para estudiar la habitabilidad planetaria y la evolución de los mundos rocosos.

La primera pista: Venus pudo haber perdido una enorme cantidad de agua

Una de las claves para reconstruir el pasado de Venus se encuentra, paradójicamente, en algo que el planeta prácticamente ya no tiene: agua.

Las mediciones de la atmósfera venusiana revelaron una proporción deuterio/hidrógeno extraordinariamente elevada respecto de la Tierra. El deuterio es una forma pesada del hidrógeno, y su abundancia relativa puede conservar información sobre la historia del agua de un planeta.

La explicación es fascinante.

Cuando el agua alcanza las capas superiores de una atmósfera, la radiación ultravioleta puede romper sus moléculas. El hidrógeno liberado es extremadamente ligero y puede escapar al espacio con mayor facilidad, mientras que el deuterio, al ser más pesado, escapa con menor eficiencia.

Con el paso de enormes períodos de tiempo, este proceso puede alterar la proporción entre ambos.

Por eso, la atmósfera de Venus conserva una posible huella de un pasado mucho más húmedo.

Durante décadas, esta evidencia fue utilizada para plantear que Venus pudo haber poseído un importante inventario de agua. Investigaciones recientes, sin embargo, han mostrado que la proporción deuterio/hidrógeno por sí sola no demuestra que esa agua formara océanos superficiales; también puede explicarse mediante procesos de suministro y pérdida de agua a lo largo del tiempo.

La pregunta permanecía abierta.

¿Hubo realmente océanos en Venus?

El Venus templado de los modelos climáticos

Para responder preguntas sobre un planeta cuyo pasado remoto no podemos observar directamente, los científicos recurren a los modelos climáticos.

No se trata de imaginar arbitrariamente cómo era Venus.

Un modelo de circulación general intenta representar mediante ecuaciones la interacción entre la atmósfera, la superficie, la radiación solar, las nubes, el agua y otros componentes del sistema climático.

Michael Way y Anthony Del Genio utilizaron uno de estos modelos para reconstruir diferentes escenarios de evolución climática de Venus. Su investigación, publicada en Journal of Geophysical Research: Planets en 2020, exploró cómo habría evolucionado el planeta bajo distintas cantidades de agua y diferentes condiciones superficiales y atmosféricas.

El resultado fue sorprendente.

En varios de los escenarios estudiados, Venus podía mantener temperaturas relativamente moderadas y agua líquida durante aproximadamente tres mil millones de años.

No se trataba de una Tierra idéntica a la nuestra.

Los investigadores estudiaron configuraciones con diferentes profundidades oceánicas y cantidades de agua, incluyendo escenarios en los que Venus poseía un océano relativamente poco profundo y otros con cantidades mucho menores de agua superficial.

La conclusión esencial era que determinadas condiciones iniciales podían producir un Venus con un clima estable durante una parte enorme de su historia.

El planeta que hoy conocemos como un infierno podría haber tenido, en esos escenarios, una historia completamente distinta.

¿Cómo podría un planeta cercano al Sol mantener agua líquida?

Aquí aparece uno de los aspectos más interesantes del problema.

Venus recibe mucha más energía solar que la Tierra. Actualmente recibe aproximadamente el doble de radiación solar que nuestro planeta.

Entonces, ¿cómo podría haber mantenido agua líquida?

La respuesta depende de algo que a menudo olvidamos cuando pensamos en la habitabilidad de un planeta:

la distancia a una estrella no es suficiente para determinar su clima.

La atmósfera también importa.

La cantidad de dióxido de carbono importa.

Las nubes importan.

La cantidad de agua importa.

La velocidad de rotación del planeta importa.

Y también importa cómo interactúan la superficie, la atmósfera y el interior planetario durante millones o miles de millones de años.

En los modelos de Way y Del Genio, la presencia de océanos y determinadas configuraciones atmosféricas permitían mantener un equilibrio climático compatible con agua líquida incluso bajo una luminosidad solar mayor que la actual.

Eso convierte al antiguo Venus en algo particularmente interesante para la astrobiología.

Un planeta no necesita parecerse exactamente a la Tierra para ser potencialmente habitable.

Necesita reunir, durante suficiente tiempo, las condiciones físicas que permitan la existencia de agua líquida y un entorno químico capaz de sostener los procesos necesarios para la vida.

El lento equilibrio entre las rocas y la atmósfera

Uno de los mecanismos fundamentales de esta historia es el intercambio de carbono entre la atmósfera y las rocas.

En la Tierra existe un enorme sistema natural que conecta el dióxido de carbono atmosférico con los océanos, las rocas y el interior del planeta.

El dióxido de carbono puede disolverse en el agua, reaccionar con minerales de las rocas y terminar almacenado en forma de carbonatos. A escalas geológicas, otros procesos —incluido el vulcanismo— pueden devolver parte de ese carbono a la atmósfera.

Este intercambio forma parte del complejo ciclo carbonato-silicato.

El sistema funciona como uno de los grandes reguladores climáticos de la Tierra.

En determinados escenarios de evolución de Venus, procesos similares podrían haber ayudado a retirar dióxido de carbono de la atmósfera y almacenarlo en la superficie.

Mientras el planeta pudiera mantener ese equilibrio, el efecto invernadero permanecería limitado.

Pero si grandes cantidades de carbono regresaran rápidamente a la atmósfera, el equilibrio podría romperse.

Y entonces comenzaría una transformación climática de enorme magnitud.

Cuando el volcán se convierte en protagonista

Venus es uno de los mundos volcánicamente más interesantes del sistema solar.

Su superficie está cubierta por extensas llanuras volcánicas y numerosas estructuras asociadas con actividad magmática.

Durante mucho tiempo, los científicos han considerado que el vulcanismo pudo desempeñar un papel decisivo en la transformación climática de Venus.

Una de las posibilidades estudiadas es que enormes episodios de actividad volcánica liberaran cantidades extraordinarias de gases a la atmósfera, especialmente dióxido de carbono y dióxido de azufre.

La hipótesis resulta especialmente interesante porque Venus parece haber experimentado episodios de renovación de su superficie a escala planetaria.

Si grandes cantidades de magma ascendieron desde el interior y liberaron carbono almacenado en las rocas, la atmósfera pudo recibir una enorme inyección de gases de efecto invernadero.

El equilibrio climático habría comenzado entonces a desplazarse.

Y una vez iniciado el calentamiento, el agua podía convertirse en parte del problema.

El efecto invernadero que pudo cambiarlo todo

El dióxido de carbono es transparente a gran parte de la radiación solar que llega a la superficie, pero absorbe eficazmente parte de la radiación infrarroja que el planeta intenta emitir nuevamente hacia el espacio.

En cantidades moderadas, el efecto invernadero es esencial para mantener un planeta templado.

En cantidades enormes, puede convertirse en un mecanismo de calentamiento extremo.

Si la temperatura aumenta, se evapora más agua.

El vapor de agua es también un potente gas de efecto invernadero.

Más vapor puede producir más calentamiento.

Más calentamiento produce todavía más evaporación.

Así puede establecerse una retroalimentación positiva.

En un escenario extremo, el planeta puede entrar en un régimen de efecto invernadero desbocado.

El agua líquida deja de ser estable en la superficie, enormes cantidades pasan a la atmósfera y la radiación ultravioleta puede comenzar a destruir las moléculas de agua en las capas superiores.

El hidrógeno escapa al espacio.

El oxígeno puede quedar involucrado en reacciones químicas con la superficie o perderse mediante otros procesos.

Y el planeta comienza a secarse.

El gran revestimiento de Venus

Aquí aparece uno de los grandes enigmas de la geología venusiana.

La superficie actual de Venus parece ser relativamente joven en términos geológicos. Una enorme extensión del planeta fue remodelada mediante procesos volcánicos y tectónicos en algún momento del pasado.

Este proceso de renovación es fundamental para comprender el problema.

En la Tierra, las placas tectónicas reciclan continuamente parte de la corteza. En Venus no encontramos un sistema de tectónica de placas equivalente al terrestre.

En su lugar, el planeta parece haber experimentado episodios de deformación y actividad volcánica capaces de modificar regiones enormes de su superficie.

Por eso, cuando intentamos reconstruir el Venus de hace varios miles de millones de años, nos encontramos con un archivo geológico incompleto.

Gran parte de las pruebas directas de su pasado remoto pudieron desaparecer bajo nuevos materiales volcánicos.

Esta circunstancia hace especialmente difícil determinar qué ocurrió con el agua de Venus y cuándo se produjo su transformación climática.

Los modelos de Way y Del Genio plantearon que un episodio de revestimiento o renovación global de la superficie, acompañado por una enorme liberación de dióxido de carbono, pudo estar relacionado con la transición desde un clima templado hacia el Venus extremadamente cálido que observamos actualmente.

Una Tierra alternativa que tomó otro camino

La comparación con nuestro planeta vuelve a aparecer aquí.

La Tierra también tiene volcanes.

También libera dióxido de carbono.

También recibe energía del Sol.

También posee agua y una atmósfera.

Entonces, ¿por qué no terminó como Venus?

La respuesta probablemente no depende de un único factor.

La evolución climática de un planeta es el resultado de una interacción extraordinariamente compleja entre su estrella, atmósfera, océanos, superficie, interior y actividad geológica.

La Tierra posee además un sistema tectónico que desempeña un papel fundamental en el ciclo profundo del carbono y en la regulación del clima a escalas geológicas.

Venus parece haber seguido una trayectoria geodinámica diferente.

La ausencia de una tectónica de placas terrestre, la historia de su atmósfera, la cantidad inicial de agua, su actividad volcánica y la evolución del Sol pudieron combinarse de una manera que empujó a ambos planetas hacia destinos radicalmente diferentes.

Por eso Venus puede enseñarnos algo que la Tierra por sí sola no puede:

qué sucede cuando un planeta parecido a la Tierra toma otro camino.

Pero quizá Venus nunca llegó a tener océanos

La hipótesis del Venus templado no es la única reconstrucción posible.

En 2021, un equipo dirigido por Martin Turbet publicó en Nature un modelo climático que planteaba una historia diferente. Según ese escenario, Venus pudo haber comenzado su evolución con una atmósfera extremadamente caliente y cargada de vapor de agua.

En esas condiciones, la formación de océanos superficiales podría no haber ocurrido.

El comportamiento de las nubes del lado diurno y nocturno del planeta resulta especialmente importante en este escenario. Los modelos sugieren que determinadas configuraciones de nubes podrían haber dificultado que Venus se enfriara lo suficiente como para condensar el vapor de agua en océanos.

Esto produce dos historias planetarias completamente diferentes.

En una, Venus fue inicialmente templado y húmedo, mantuvo agua líquida durante miles de millones de años y posteriormente sufrió una transformación climática.

En la otra, Venus nació demasiado caliente para formar océanos, perdió progresivamente su agua y llegó al estado seco que observamos actualmente.

Ambas posibilidades dependen de cómo evolucionó el planeta durante sus primeros cientos de millones de años.

Y esa es precisamente la parte de la historia que resulta más difícil de reconstruir.

Una investigación reciente lleva la discusión hasta el interior del planeta

En 2024 apareció una pieza nueva en este rompecabezas.

Tereza Constantinou, Oliver Shorttle y Paul Rimmer estudiaron la química atmosférica y volcánica de Venus para intentar averiguar cuánta agua contiene actualmente su interior.

Su razonamiento es particularmente interesante: si Venus hubiera mantenido grandes cantidades de agua líquida durante una etapa prolongada de su historia, parte de esa agua debería haber quedado incorporada al interior del planeta.

El vulcanismo actual podría entonces proporcionar una ventana indirecta hacia ese reservorio.

El resultado fue llamativo.

Los investigadores estimaron que los gases volcánicos de Venus contienen como máximo alrededor de un 6 % de agua en fracción molar, una cantidad muy baja en comparación con los magmas terrestres bajo condiciones similares. Su interpretación es compatible con un interior venusiano muy seco y con una historia en la que el planeta pudo haber perdido gran parte de su agua durante sus primeras etapas.

El estudio plantea, por tanto, una historia muy diferente de la propuesta por los escenarios de un Venus templado.

No demuestra por sí solo cada detalle de la evolución temprana del planeta, pero introduce una restricción importante: la composición del interior actual debe ser compatible con la historia climática que proponemos para el Venus antiguo.

Es una manera extraordinariamente interesante de estudiar un clima que desapareció hace miles de millones de años.

El agua de Venus también puede estar escapando hoy

Otra investigación reciente ha añadido una pieza al problema.

En 2024, un estudio publicado en Nature examinó los procesos responsables de la pérdida de agua de Venus hacia el espacio. Los investigadores encontraron que la química de la alta atmósfera puede producir una pérdida de hidrógeno mucho más eficiente de lo que se había considerado en algunos modelos anteriores.

El principio fundamental sigue siendo el mismo.

Para perder agua de forma permanente, un planeta no necesita expulsar moléculas completas de H₂O directamente al espacio.

Puede romperlas.

La radiación solar y las reacciones químicas atmosféricas pueden separar los componentes del agua. El hidrógeno, extremadamente ligero, puede escapar con relativa facilidad.

Durante miles de millones de años, un proceso de este tipo puede transformar profundamente el inventario de agua de un planeta.

Venus puede ser, literalmente, el resultado de una historia de pérdida atmosférica de agua llevada al extremo.

Venus sigue siendo geológicamente activo

Y aquí aparece otro descubrimiento que hace que la historia sea todavía más interesante.

Durante décadas, Venus fue considerado un planeta geológicamente relativamente muerto.

Pero esa imagen ha cambiado.

El análisis de datos de la misión Magellan ha proporcionado evidencia compatible con actividad volcánica reciente. Un estudio publicado en Nature Astronomy en 2024 identificó cambios en señales de radar asociados con estructuras volcánicas y concluyó que la explicación más razonable es la presencia de nuevos flujos de lava producidos durante el período en que la nave Magellan estaba cartografiando el planeta.

Eso significa que el vulcanismo no pertenece exclusivamente al pasado remoto de Venus.

El planeta puede seguir liberando energía desde su interior.

Y cada volcán venusiano es, en cierto sentido, una pequeña ventana hacia la historia profunda del planeta.

Sus gases pueden contener información sobre el interior.

Sus lavas pueden revelar cómo funciona actualmente la geología venusiana.

Y sus estructuras pueden ayudarnos a reconstruir los acontecimientos que transformaron su superficie.

El verdadero misterio no es solamente si hubo vida

Cuando se habla de un Venus antiguo potencialmente habitable, es tentador saltar inmediatamente a una pregunta mucho más espectacular:

¿pudo existir vida allí?

Pero científicamente hay una pregunta anterior.

¿Existieron realmente las condiciones necesarias para que la vida pudiera surgir y persistir?

La habitabilidad no significa necesariamente que un planeta haya estado habitado.

Significa que pudo haber reunido determinadas condiciones físicas y químicas compatibles con la existencia de vida.

En el caso de Venus, la primera gran cuestión es el agua líquida.

Después vienen la estabilidad climática, la química atmosférica, las fuentes de energía y los procesos geológicos capaces de mantener un entorno favorable durante largos períodos.

Solo después tendría sentido preguntar si alguna forma de vida llegó a aprovechar esas condiciones.

Por eso reconstruir el clima antiguo de Venus es también una forma indirecta de reconstruir sus posibilidades biológicas.

Un planeta que puede enseñarnos a reconocer otros mundos habitables

La historia de Venus tiene implicaciones que llegan mucho más allá del sistema solar.

Los astrónomos ya han descubierto miles de planetas alrededor de otras estrellas. Muchos son mundos rocosos que podrían encontrarse en regiones donde, dependiendo de su atmósfera y evolución, el agua líquida sería físicamente posible.

Pero la distancia correcta respecto de una estrella no garantiza la habitabilidad.

Dos planetas situados a distancias similares pueden terminar siguiendo historias climáticas completamente diferentes.

Uno puede conservar océanos.

Otro puede perderlos.

Uno puede desarrollar un clima estable.

Otro puede terminar atrapado en un efecto invernadero extremo.

Por eso Venus funciona como una especie de control experimental cósmico para la Tierra.

La comparación entre ambos mundos permite estudiar qué condiciones hacen posible la habitabilidad a largo plazo y qué procesos pueden destruirla.

Esta es una de las razones por las que Venus ha recuperado protagonismo dentro de la ciencia planetaria contemporánea.

Las próximas misiones podrían cambiar la historia

Durante décadas, nuestra principal fuente de información detallada sobre la superficie de Venus fue la misión Magellan de la NASA, que cartografió gran parte del planeta mediante radar durante la década de 1990.

Pero la exploración de Venus está entrando en una nueva etapa.

La misión VERITAS de NASA tiene como objetivo estudiar la superficie y el interior del planeta mediante instrumentos capaces de producir mapas de radar y topografía de mucha mayor precisión. Entre sus objetivos se encuentra precisamente comprender cómo Venus evolucionó hasta convertirse en un mundo tan diferente de la Tierra.

La misión DAVINCI estudiará la atmósfera venusiana durante su descenso hacia la superficie y buscará información sobre su composición, estructura y evolución.

Y la misión europea EnVision contribuirá a estudiar la superficie, el interior y la interacción entre los procesos geológicos y atmosféricos.

Estas misiones podrían proporcionar algo que los modelos climáticos no pueden ofrecer por sí solos:

nuevas evidencias directas.

Podrían revelar minerales formados en presencia de agua.

Podrían mejorar nuestra comprensión de la edad de las superficies.

Podrían aportar información sobre la actividad volcánica.

Podrían ayudar a determinar cómo se distribuye el agua y otros elementos dentro del planeta.

Y, sobre todo, podrían permitirnos reconstruir con mayor precisión la historia de Venus.

El mundo que pudo haber sido diferente

Hoy Venus es un planeta hostil.

Pero su presente no necesariamente revela su pasado.

Los modelos climáticos permiten imaginar un Venus que durante miles de millones de años pudo haber tenido temperaturas moderadas y agua líquida. Otros modelos plantean que el planeta pudo haber sido demasiado caliente desde el principio para formar océanos permanentes. Investigaciones recientes sobre su atmósfera, pérdida de agua, vulcanismo e interior están proporcionando nuevas restricciones para decidir entre estas posibilidades.

Todavía no tenemos una reconstrucción definitiva.

Y quizá sea precisamente esa incertidumbre la que convierte a Venus en uno de los mundos más interesantes del sistema solar.

Porque no estamos simplemente intentando averiguar cómo se convirtió en un planeta de 462 °C.

Estamos intentando reconstruir qué caminos puede seguir un planeta rocoso después de nacer.

Venus nos muestra que la habitabilidad no es necesariamente un estado permanente. Puede depender de un delicado equilibrio entre el agua, la atmósfera, las rocas, el vulcanismo, la radiación solar y el interior del planeta.

La Tierra tomó un camino.

Venus pudo haber tomado otro.

Y si alguna vez existieron océanos bajo sus nubes, entonces el planeta que hoy conocemos como un infierno pudo haber pasado una parte extraordinariamente larga de su historia mirando hacia un cielo muy diferente.

Quizá bajo esas nubes no siempre hubo un mundo abrasador.

Quizá hubo mares.

Quizá hubo un clima templado.

Quizá, durante miles de millones de años, Venus fue uno de los lugares más prometedores del sistema solar para la habitabilidad.

Y ahora, cuatro mil millones de años después, estamos intentando reconstruir qué ocurrió.