¿Afectó el campo magnético de la Tierra a nuestra evolución?

Josep M. Parés, Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH)

Las extinciones de fauna y los cambios evolutivos del registro fósil han capturado gran atención desde el amanecer de las ciencias de la tierra. El origen de dichas extinciones es variado: cambios climáticos globales, actividad tectónica y el impacto de asteroides y cometas son algunos de los mas conocidos. Sin embargo, en 1963, Robert James Uffen (1923-2009) apuntó en la revista Nature la posible influencia del núcleo terrestre sobre la evolución de la vida.

Según la hipótesis de Uffen, durante períodos de muy baja intensidad geomagnética, es decir, durante cambios de polaridad, la pérdida de apantallamento magnético de rayos cósmicos y partículas solares llevaría a tasas de mutación muy elevadas. Esto causaría importantes cambios en la evolución de las especies. El concepto de la relación, causativa o no, entre cambios evolutivos –incluyendo la influencia sobre la especia humana– y las fluctuaciones del campo geomagnético se ha arrastrado durante años. La mayoría de los estudios, sin embargo, con débiles evidencias y escasas observaciones.

Sin embargo, en un reciente artículo publicado en Science se presentan evidencias que nos hacen plantear de nuevo los posibles impactos evolutivos de las variaciones del campo geomagnético a lo largo el registro geológico. La idea es ligeramente distinta de la que postulaban investigadores como Uffen: los elevados niveles de radiación solar y cósmica alcanzados en la atmósfera debido a un debilitamiento del campo geomagnético incrementarían la ionización atmosférica y bajarían los niveles de ozono estratosférico.

Esto tendría graves consecuencias en nuestro planeta debido a la, aunque algo incierta, influencia del aumento de ionización atmosférica sobre el desarrollo de nubes troposféricas. Para ello, los autores se centran en uno de los mas recientes cambios de polaridad magnética de la Tierra, conocido como Laschamps.

Hace unos 42 000 años, los polos magnéticos norte y sur intercambiaron sus posiciones: la Tierra experimentó lo que denominamos un cambio o inversión de polaridad magnética. No se trata de un fenómeno anormal del campo geomagnético, sino una característica que, aunque de origen no totalmente conocido, se ha observado ya en materiales geológicos de edad precámbrica y hasta la actualidad. Es también un fenómeno conocido que los cambios de polaridad y excursiones (desviaciones importantes del polo magnético) van acompañados de un decrecimiento de la fuerza del campo magnético, un debilitamiento del apantallamiento alrededor del planeta de rayos cósmicos y radiaciones ultravioletas.

Los autores del trabajo, a fin de determinar la variación de rayos cósmicos coetánea con la inversión, analizan el isótopo carbono-14. Este se produce continuamente en la atmósfera como resultado del bombardeo de dichos rayos sobre átomos de nitrógeno.

Para ello recurren a los árboles kauris fosilizados de Nueva Zelanda, que son los más grandes y longevos del mundo. A partir del análisis isotópico de muestras de dichos árboles, obtienen un registro de las variaciones del carbono-14, indicador de la actividad de los rayos cósmicos.

Por otro lado, los cambios de la magnitud del campo geomagnético se obtienen a partir de datos paleomagnéticos de sedimentos coetáneos. La combinación de dichos registros permite corroborar que el período de tiempo de cubre Laschamps (hace aproximadamente 42 000 años) se caracteriza, efectivamente, por un debilitamiento del campo geomagnético.

El registro presentado por Cooper y su equipo revela un aumento sustancial en el contenido de carbono-14 en la atmósfera, que coincide con el período de debilitamiento de la fuerza del campo del evento Laschamps. Los autores realizan complejos modelos climáticos y concluyen que el descenso del campo geomagnético pudo causar cambios sustanciales en la concentración de ozono atmosférico, los cuales impulsarían importantes cambios climáticos y ambientales globales sincrónicos.

Cambios en la evolución humana

El decrecimiento de la fuerza del campo geomagnético alrededor de los 42 000 años coincide, según los autores y dentro del margen de error, con importantes cambios en la evolución humana, aunque es precisamente un aspecto del artículo a tomar con cautela, como el incremento del arte rupestre figurativo así como de las huellas de manos en cuevas.

Estos hechos, algo repentinos pero observados en varias partes del planeta, podrían indicar, según los autores del trabajo, un uso creciente de cuevas durante el Laschamps, quizás como refugio ante el aumento de rayos ultravioleta –posiblemente a niveles dañinos– durante aquel período.

Otros eventos importantes próximos a Laschamps, según los autores, incluyen la extinción de los neandertales, junto con la desaparición de algunas de las primeras culturas europeas de humanos anatómicamente modernos y la subsecuente aparición generalizada de la tecnología auriñaciense.

Sea como fuere, y a pesar de las incertidumbres en cuanto a fechas, el período de baja intensidad geomagnética del Laschamps parece coincidir con importantes cambios climáticos, paleoambientales y con eventos arqueológicos previamente desapercibidos en gran parte. Aunque la coincidencia no prueba la causalidad, es algo que merece la pena explorar en mayor profundidad.

Otros investigadores ya han propuesto que una disminución del campo geomagnético en Laschamps fue un importante factor en la desaparición de los neandertales. Sin embargo, no parece que los humanos anatómicamente modernos fueran afectados de la misma forma. Esta es una cuestión enigmática, considerando que ambas poblaciones compartieron hábitats durante miles de años.

No existe, además, evidencia alguna que indique una distinta pigmentación de piel entre los humanos anatómicamente modernos y los neandertales, algo que habría aportado una ventaja de los primeros frente a un incremento de rayos ultravioleta.

En este sentido, otros investigadores van algo más lejos en cuanto al papel del campo geomagnético sobre la evolución en el Cuaternario. La supervivencia de los humanos anatómicamente modernos en el momento de la desaparición de los neandertales podría residir en su mayor resistencia a las mutaciones genéticas.

Es posible, aunque no totalmente probado, que ciertos quimiosensores intracelulares fueran distintos entre los humanos anatómicamente modernos y los neandertales, una diferencia que conduciría a importantes ventajas competitivas de los primeros. Por ejemplo, una mayor conservación en la integridad de la piel y su inmunidad frente a los rayos ultravioletas.

Estos autores especulan con que, en el Pleistoceno, los grandes mamíferos podrían haber alcanzado un límite natural de tamaño corporal hasta la llegada del Laschamps, cuando la probabilidad de mutación celular aumentaría en momentos de alto flujo de rayos ultravioleta. No se trataría de una extinción catastrófica, instantánea, sino mas bien de una acumulación de mutaciones producidas por la radiación sobre múltiples generaciones, durante algunos miles de años, que es la duración del mínimo de intensidad del campo geomagnético durante las inversiones geomagnéticas.

Se trata de interesantes propuestas con el eje vertebral común de la disminución del campo geomagnético para explicar cambios biológicos importantes en la evolución de los mamíferos incluyendo los humanos. En cualquier caso, es evidente que tenemos enfrente un amplio y fascinante campo a investigar para comprender mejor los posibles impactos evolucionarios de las inversiones geomagnéticas. Yacimientos arqueopaleontológicos españoles como los de Atapuerca o en el paleolago de Baza, entre otros, podrían arrojar luz sobre tal enigma.

Josep M. Parés, Profesor de Investigación, Coordinador del Programa de Geocronología & Geología, CENIEH, Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.