Si nos ceñimos a lo que conocemos, el agua de la Tierra vino de cometas y asteroides. Es la teoría más aceptada. Pero un nuevo estudio sugiere que quizá no toda el agua llegase a nuestro planeta a través de este sistema…
El agua de la Tierra: en busca de su origen
La Tierra vista desde el espacio.
Crédito: NASA
El hidrógeno es el elemento más abundante del universo (a fin de cuentas, está compuesto por un único protón y un electrón). En el estudio, un grupo de investigadores sugiere que parte de este elemento podría proceder de la nebulosa solar. Es decir, la nube de gas y polvo en la que se formó el Sol. Si el planteamiento es correcto, podría sustituir la teoría más conocida sobre cómo llegó el agua a la Tierra.
Hasta ahora, siempre se ha pensado que el agua llegó a través del impacto de cometas y asteroides. Tras la formación del Sol, la joven estrella expulsó la mayor parte del material de la nube en la que se encontraba. Cuando comenzó su fusión, el viento solar envió mucho hidrógeno de sus capas más exteriores hacia el interior del sistema solar. A las cercanías de Mercurio, Venus, la Tierra, Marte y al sistema solar exterior.
Es aquí donde encontramos a los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) así como multitud de cometas y asteroides. Los cometas, como quizá sepas, son objetos congelados, rocosos, que pueden contener gran cantidad de hidrógeno. Los asteroides, aunque en menor medida, también podrían contenerlo. Cuando la Tierra se formó, era una esfera de magma fundido. Su superficie se mantuvo en ese estado por la colisión de asteroides.
El enfriamiento de la Tierra
Un cometa sobrevolando la Tierra.
Crédito: Shutterstock
Con la Tierra en ese estado fundido, el agua de los impactos de los cometas y asteroides se evaporaba al espacio. Pero, con el tiempo, nuestro planeta se enfrió. El agua de la Tierra pudo comenzar a llegar a partir de las colisiones de asteroides y cometas. Poco a poco, el elemento se fue condensando en la superficie, en lugar de evaporarse al espacio. Este escenario tiene su apoyo en la proporción de los isótopos.
La cantidad del isótopo del deuterio, en comparación al hidrógeno normal, es una señal. Si dos objetos con agua tienen la misma proporción, es razonable suponer que su origen tiene que ser el mismo. Los océanos de la Tierra tienen la misma proporción que el agua de los asteroides. Todo esto parecería inapelable, pero el planteamiento siempre ha ofrecido algunas dudas. En 2014, algunos científicos analizaron meteoritos de diferentes edades.
Entre ellos, las condritas carbonáceas. Son los meteoritos más viejos conocidos, que se formaron aproximadamente al mismo tiempo que el Sol. Así como meteoritos que se pudieron original del asteroide Vesta. Se formó en la misma región que la Tierra, unos 14 millones de años después de la formación de nuestro planeta. Destacan por tener mucha agua. Por lo que se cree que pueden ser la fuente primaria del agua de la Tierra.
El origen del agua de la Tierra pudo ser simultáneo
Concepto artístico de TRAPPIST-1e.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
Todas esas mediciones mostraron que los meteoritos comparten la misma composición que las condritas carbonáceas y que las rocas de nuestro planeta. Por lo que concluyeron que las condritas carbonáceas podrían ser la fuente de ese agua. Así, los investigadores que realizaron aquel estudio, en 2014, creían que el agua pudo acumularse al mismo tiempo que se formaba el planeta. Es decir, la Tierra se habría formado como un planeta con agua en la superficie. Aun así, reconocían que parte del gua podría proceder de los impactos.
Pero ahora, un nuevo estudio dice que quizá toda esta historia no sea el cuadro completo. Puede que no baste con la proporción de isótopos y lo que se puede observar en los meteoritos. Creen que el agua de los océanos quizá no represente el agua de la Tierra en su estado original. Puede que los océanos hayan reciclado el agua de la superficie con otra en lo profundo del planeta. Eso habría cambiado la proporción de isótopos con el tiempo.
En ese caso, sería ese agua, a cierta profundidad bajo la superficie de nuestro planeta, la que daría una representación apropiada del agua de la Tierra en su estado original. Ese agua, creen, podría venir directamente de la nebulosa solar. No procedería del impacto de asteroides y cometas. En el estudio se desarrolla un nuevo modelo sobre la formación de la Tierra. Intenta explicar las diferencias entre el hidrógeno de los océanos y la capa entre el núcleo y el manto.
Una sucesión de colisiones
Concepto artístico de una lluvia de cometas sobre un posible planeta en el sistema de Eta Corvi.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
En el nuevo modelo se explica que los asteroides, ricos en agua, se convirtieron en planetas hace miles de millones de años. Cuando eran parte de la nebulosa solar. Esos embriones planetarios crecieron rápidamente a través de diferentes colisiones. Con el tiempo, según los investigadores, una colisión lo suficientemente potente terminó derritiendo la superficie del embrión más grande y lo convirtió en un océano de magma.
Ese embrión sería la Tierra.Tenía suficiente gravedad para mantener una atmósfera. Poco a poco, la formó capturando los gases de la nebulosa solar, incluyendo el hidrógeno. Ese hidrógeno, procedente de la nebulosa solar, contenía menos deuterio y sería más ligero que el de los asteroides. Se disolvió en el océano de magma de la Tierra. A través de un proceso llamado fraccionamiento isotópico, ese hidrógeno fue desplazándose hasta el centro del planeta.
De esta manera, el deuterio, el isótopo más pesado del hidrógeno, permaneció en la superficie de magma y se enfrió para convertirse en el manto de la Tierra. Los impactos de asteroides y cometas siguieron, trayendo más agua (y masa) a nuestro planeta. En cuestión de tiempo, alcanzó la masa que tiene en la actualidad. A grandes rasgos, lo que plantea es que el hidrógeno, cerca del núcleo, es diferente al que podemos encontrar en los océanos y el manto.
Una pista sobre la formación de planetas
La nebulosa Cabeza de Caballo y la Nebulosa de Orión.
Crédito: Roberto Colombari & Federico Pelliccia
¿Qué quiere decir todo esto? ¿Qué indica que el agua cerca del núcleo tenga menos deuterio? Todo este modelo permite a los investigadores calcular la cantidad de agua que procede del impacto de asteroides. Así como compararlo con cuánta agua procede de la nebulosa solar. Su conclusión es que, de cada 100 moléculas de agua de la Tierra, una o dos proceden de la nebulosa solar. El estudio ofrece una perspectiva nueva sobre la formación de planetas.
Así como su desarrollo y cómo pudo aparecer la vida en un planeta. El modelo, según los investigadores, sugiere que la formación de agua sería inevitable en cualquier exoplaneta rocoso suficientemente grande. Esto cambia la perspectiva que se tenía hasta el momento. El agua de la Tierra, y su origen, podría ser una pista muy importante. Se pensaba que los únicos planetas que podrían tener vida deberían estar en sistemas estelares con asteroides y cometas ricos en agua.
Si este modelo es correcto, sin embargo, no sería necesario. En otros sistemas estelares, los planetas podrían haber adquirido suficiente agua de sus nebulosas solares para poder tener la suficiente cantidad de agua como para permitir el desarrollo de la vida. La mayor parte del agua de la Tierra está bajo la superficie. En el manto podría haber hasta dos veces el equivalente a los océanos de la superficie. Cerca del núcleo, podría ser hasta 4 o 5 veces.
Un modelo que no está completo
Imagen de Vesta, tomada por la sonda Dawn.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA
Sin embargo, hay que tener presente que el modelo no es tan robusto como nos gustaría. El fraccionamiento de hidrógeno es algo que no está bien entendido. No se sabe con certeza cómo cambia la proporción de deuterio e hidrógeno cuando el elemento se disuelve en el hierro. Es un punto importante porque es una pieza esencial de este nuevo estudio y los investigadores tuvieron que suponer cuál es esa proporción.
En cualquier caso, el estudio encaja con lo que ya se conocía sobre el origen del agua de la Tierra. La gran novedad es que aporta un nuevo punto de vista sobre el posible origen de ese agua. Es muy interesante tanto para comprender mejor cómo llegó a nuestro planeta, así como para entender cómo podrían ser los exoplanetas rocosos que hemos descubiertos. Si no es necesario que haya cometas y asteroides ricos en agua, el panorama se vuelve más alentador
No quiere decir, ni mucho menos, que haya más probabilidades de encontrar vida. A fin de cuentas, sabemos que el agua es un requisito necesario. Es una pieza esencial de la vida en la Tierra. Pero hay otros factores a tener en cuenta. Aspectos como la composición de su atmósfera. Pero estudios como este, con el tiempo, permitirán tener una imagen mucho más completa, no solo del Sistema Solar, sino de otros lugares de la galaxia…
El estudio es J. Wu, S. Desch, L. Schaefer et al; «Origin of Earth’s Water: Chondritic Inheritance Plus Nebular Ingassing and Storage of Hydrogen in the Core». Publicado en la revista Journal of Geophysical Research: Planets el 9 de octubre de 2018. Puede ser consultado en este enlace.
Referencias: Universe Today
Leído, tío!
¿Hidrógeno en el núcleo de la Tierra? ¿No es de Ni-Fe? Si bien el hidrógeno penetra las redes cristalinas de los metales, me resulta dificil admitir que en el nucleo con la presión y temperatura que tienen la estructura metálica (que debe ser amorfa) pueda retenerlo.