Descubren una conexión entre el agua de la Tierra y cometas

Un grupo de investigadores ha descubierto una conexión entre el agua de la Tierra y de los cometas. O, concretamente, del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que tiene una firma molecular similar a la del agua que encontramos en los océanos de nuestro planeta, e indica un origen común…

Una conexión entre el agua de la Tierra y cometas lejanos

Pese a lo que indicaban algunos resultados recientes, este trabajo reabre el caso sobre cómo los cometas de la familia de Júpiter (como 67P) podrían haber ayudado a entregar el agua de la Tierra. El agua es un componente esencial para que la vida pueda formarse y prosperar. En el presente, sigue siendo una pieza clave. Seguramente, hace 4600 millones de años, nuestro planeta tuvo algo de agua en el polvo y gas del que se formó. Sin embargo, gran parte de ese agua se evaporó por la cercanía de nuestro planeta al intenso calor del Sol.

Por ello, cómo la Tierra se volvió un planeta rico en agua es algo que sigue siendo una cuestión de debate. La investigación ha mostrado que parte del agua de nuestro planeta se originó a través del vapor expulsado por los volcanes. Ese vapor se condensó y se precipitó en los océanos. Pero los científicos han descubierto evidencias de que una parte importante de los océanos llegó del hielo y minerales presentes en los asteroides y, quizá, cometas que chocaron con nuestro planeta. Una oleada de colisiones de cometas y asteroides, hace unos 4000 millones de años, lo habría hecho posible.

La conexión entre el agua de la Tierra y los asteroides es fuerte. Sin embargo, el papel de los cometas no ha estado tan claro. Diferentes mediciones de la familia de cometas de Júpiter, que contienen material de la infancia del Sistema Solar y se cree que se formaron más allá de la órbita de Saturno. Estos cometas mostraban una fuerte conexión entre su agua y la de la Tierra. Ese vínculo se basa en la firma de una molécula clave que los científicos utilizan para trazar el origen del agua a lo largo del Sistema Solar. Se trata del ratio de deuterio (D) e hidrógeno (H).

El papel del deuterio

Esta proporción, en el agua de cualquier objeto, proporciona pistas sobre dónde se formó. El deuterio es un tipo raro (un isótopo) más pesado del hidrógeno. En comparación al agua de la Tierra, el ratio de hidrógeno en estos cometas y asteroides permite desvelar si hay una conexión. Como el agua con deuterio es más probable que se forme en entornos fríos, hay una mayor concentración del isótopo en objetos que se formasen lejos del Sol (como los cometas) frente a los que se formaron más cerca (como los asteroides).

Las mediciones en las últimas décadas, en el vapor de agua de varios cometas de la familia de Júpiter, muestran un nivel similar al del agua de la Tierra. Por ello, los investigadores explican que empezaba a parecer que esos cometas tuvieron un papel importante a la hora de llevar agua a nuestro planeta. Sin embargo, todo esto se fue al traste, en apariencia, con la misión Rosetta (de la Agencia Espacial Europea) en 2014. Su misión al cometa 67P desafiaba la idea de que estos cometas ayudasen a rellenar las reservas de agua terrestres.

Los científicos que analizaron las mediciones de agua de Rosetta descubrieron la mayor concentración de deuterio de cualquier cometa. Era unas tres veces más abundante que en los océanos de nuestro planeta, que tienen alrededor de un átomo de deuterio por cada 6420 átomos de hidrógeno. El equipo decidió utilizar una técnica avanzada de computación estadística para automatizar el proceso de aislar el agua rica en deuterio en más de 16 000 mediciones de Rosetta. La nave realizó estas mediciones en la coma de gas y polvo que rodeaba al cometa.

La conexión entre el agua de la Tierra y los cometas estaba oculta por la coma

Los estudios de laboratorio y las observaciones de cometas mostraban que el polvo podía afectar a las lecturas del ratio de hidrógeno en el vapor de agua. Eso podría afectar a nuestra compresión de dónde viene el agua de los cometas y cómo se compara con la de nuestro planeta. Al analizarlo a fondo, el equipo descubrió una conexión clara entre las mediciones de deuterio en la coma de 67P y la cantidad de polvo alrededor de Rosetta. Algo que mostraba que las mediciones tomadas cerca de la nave, en algunas partes de la coma, podrían no ser representativas de la composición del cometa.

A medida que el cometa se acerca al Sol, su superficie se calienta, liberando gas desde su superficie. Esto incluye polvo con pequeñas partículas de agua congelada. El agua con deuterio se adhiere con más facilidad que el agua normal, según el estudio. Cuando el hielo de estos granos se libera en la coma, puede afectar a la lectura, haciendo que parezca tener más deuterio del que realmente contiene. El equipo ha explicado que, cuando el polvo llega a la región exterior de la coma (a unos 120 kilómetros), se ha secado. Sin ese agua rica en deuterio, una nave puede obtener una medición más precisa.

Este hallazgo tiene una implicación importante para entender el papel de los cometas en la entrega de agua a la Tierra. También ayudará para entender mejor las observaciones de cometas y la información que se puede obtener sobre la infancia del Sistema Solar. Esto quiere decir que hay una gran oportunidad de revisar mediciones pasadas (y prepararse para las futuras) para tener una mejor imagen del impacto del polvo. ¿Y si los cometas, realmente, fueron un factor importante para que la Tierra tuviese el agua que observamos en su superficie?

Estudio

El estudio es K. Mandt, J. Lustig-Yaeger, A. Luspay-Kuti et al.; «A nearly terrestrial D/H for comet 67P/Churyumov-Gerasimenko». Publicado en la revista Science Advances el 13 de noviembre de 2024. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: NASA