ASTRONOMÍA. Los meteoritos que formaron la Tierra se llenaron de agua

Los meteoritos que formaron la Tierra se llenaron de agua

 

Una nueva investigación sugiere que los componentes básicos de la Tierra incluyeron agua desde el principio. Fuente: NASA/JPL-Caltech

13 enero 2024.- Según la teoría científica más aceptada, nuestro Sistema Solar se formó a partir de una nebulosa de polvo y gas hace aproximadamente 4.560 millones de años (también conocida como Teoría de la Nebulosa). Comenzó cuando la nebulosa experimentó un colapso gravitacional en el centro, fusionando material bajo una tremenda presión para crear el Sol. Con el tiempo, el material restante cayó en un disco extendido alrededor del Sol, acrecentándose gradualmente para formar planetesimales que crecieron con el tiempo. Estos planetesimales finalmente experimentaron un equilibrio hidrostático, colapsando en cuerpos esféricos para crear la Tierra y sus compañeros.

Basándose en observaciones y simulaciones modernas, los investigadores han intentado comprender cómo eran las condiciones cuando se formaron estos planetesimales. En un nuevo estudio , geólogos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) combinaron datos de meteoritos con modelos termodinámicos para comprender mejor qué entró en estos cuerpos a partir de los cuales se formaron la Tierra y otros planetas interiores. Según sus resultados, los primeros planetesimales se formaron en presencia de agua, lo que contradice los modelos astrofísicos actuales del Sistema Solar primitivo.

La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Paul Asimow , profesor Eleanor y John R. McMillan de Geología y Geoquímica en Caltech. El equipo fue dirigido por el profesor asistente Damanveer Grewal , líder del Laboratorio CosmoGeo de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y ex becario postdoctoral de la División de Ciencias Geológicas y Planetarias de Caltech. A Grewal y Asimow se unieron científicos planetarios del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y la Universidad Rice.

Muestra de una rara familia de meteoritos que revela que su planetesimal padre tenía una estructura en capas con un núcleo fundido y una corteza sólida (similar a la Tierra). Fuente: Carl Agee, Instituto de Meteoritos UNM/MIT

Grewal y sus colegas se especializan en estudiar las firmas químicas de los meteoritos de hierro para recopilar información sobre el Sistema Solar primitivo. Estos meteoritos son restos de los núcleos metálicos de los primeros planetesimales que no se acrecentaron para formar un planeta y hoy continúan orbitando dentro de nuestro Sistema Solar. Durante muchos eones, algunos de estos objetos cayeron en el pozo de gravedad de la Tierra y finalmente se estrellaron contra la superficie. La composición química de estos meteoritos es de particular interés ya que revela mucho sobre los entornos en los que se formaron.

Por un lado, la composición de los planetesimales puede revelar si ellos (y la Tierra) se formaron más cerca o más lejos del Sol. Si el primer escenario fuera el caso, las condiciones más frías habrían permitido a la Tierra retener hielo de agua como componente básico. Si esto último es correcto, la Tierra se habría formado en seco y habría obtenido su agua por algún otro medio más adelante, como sugieren los modelos astrofísicos actuales. Según estos modelos, el agua llegó al interior del Sistema Solar a través de cometas y asteroides hace miles de millones de años, un período conocido como Bombardeo Intenso Tardío .

Si bien ya no hay agua en estos meteoritos, los científicos pueden inferir su existencia a partir de la presencia de otros elementosEstos incluyen el óxido de hierro (FeO), que se produce cuando el hierro se oxida por exposición al agua. Un exceso suficiente de agua impulsará el proceso aún más, creando óxido férrico (Fe2O3) y oxihidróxido férrico, o FeO(OH), los ingredientes del óxido. Si bien los primeros planetesimales habrían perdido todo rastro de óxido de hierro hace mucho tiempo, Grewal y su equipo pudieron determinar cuánto había presente examinando los contenidos de níquel metálico, cobalto y hierro de estos meteoritos.

Estos tres elementos deberían estar presentes en proporciones aproximadamente iguales en relación con otros materiales en el meteorito, lo que significa que cualquier hierro "faltante" se habría agotado mediante oxidación. Como explicó Asimow en un comunicado de prensa de Caltech :

“Los meteoritos de hierro han sido algo desatendidos por la comunidad de formación de planetas, pero constituyen ricos depósitos de información sobre el período más temprano de la historia del Sistema Solar, una vez que se descubre cómo leer las señales. La diferencia entre lo que medimos en los meteoritos del interior del sistema solar y lo que esperábamos implica una actividad de oxígeno unas 10.000 veces mayor”.

Concepto artístico de la Tierra durante el período del último bombardeo intenso. Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA


Los resultados del equipo indican que los meteoritos que se cree que se originaron en el Sistema Solar interior tenían aproximadamente la misma cantidad de hierro faltante que los meteoritos del Sistema Solar exterior. Esto sugiere que ambos grupos se formaron en una parte del Sistema Solar donde las condiciones eran lo suficientemente frías para que hubiera agua. Implica además que los planetas acumularon agua desde el principio, lo que podría tener profundas implicaciones para las teorías sobre cómo surgió la vida en la Tierra. "Si el agua estuvo presente en los primeros componentes básicos de nuestro planeta, es probable que también estuvieran presentes otros elementos importantes como el carbono y el nitrógeno", dijo Grewal. "Los ingredientes para la vida pueden haber estado presentes en las semillas de los planetas rocosos desde el principio".

Esto representa un desafío importante para nuestros modelos actuales sobre cómo se formó y evolucionó el Sistema Solar, lo que podría indicar que las condiciones en el Sistema Solar interior temprano eran mucho más frías de lo que se pensaba anteriormente. Los resultados también podrían significar que la Tierra y sus planetas rocosos se formaron más lejos del Sol y migraron gradualmente a sus órbitas actuales. Sin embargo, como reconoció Asimow, existe cierto grado de incertidumbre cuando se trata del estudio de planetesimales antiguos, lo que significa que los resultados pueden no contradecir los modelos astrofísicos actuales:

“Sin embargo, el método sólo detecta el agua que se utilizó para oxidar el hierro. No es sensible al exceso de agua que podría formar el océano. Por lo tanto, las conclusiones de este estudio son consistentes con los modelos de acreción de la Tierra que exigen la adición tardía de aún más material rico en agua”.

Su estudio, titulado " Acreción de los primeros planetesimales del Sistema Solar interno más allá de la línea de nieve del agua ", apareció recientemente en Nature Astronomy . Su investigación fue posible gracias en parte a la financiación proporcionada por la NASA y a través de una beca postdoctoral de la Fundación Barr .

Lectura adicional : Caltech , Astronomía de la naturaleza

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