Un grupo de investigadores explica que los meteoritos permiten deducir cuál es el origen de los elementos volátiles que están presentes en nuestro planeta. Algunos de ellos, hay que recordar, son esenciales porque constituyen los bloques fundamentales de la vida…

El origen de los elementos volátiles terrestres

Un grupo de investigadores del Imperial College London han utilizado meteoritos para determinar de dónde vienen sus elementos volátiles. Así, han descubierto que alrededor de la mitad del zinc procede de asteroides que se formaron en el sistema solar exterior. Es decir, más allá del cinturón de asteroides. Es la región en la que están los planetas gigantes, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Este material además, también trajo otros elementos volátiles importantes, como el agua. ¿A qué nos referimos al hablar de elementos volátiles?

El origen de los elementos volátiles según los meteoritos
La Gran Mancha Roja de Júpiter, fotografiada por la sonda Voyager 1. Crédito: NASA

Son aquellos compuestos que cambian de estado sólido, o líquido, a vapor en temperaturas relativamente bajas. Entre ellos se encuentran los elementos más comunes que podemos encontrar en los seres vivos, así como el agua. Por ello, la incorporación de este material habría sido importante para que la vida pudiese surgir en nuestro planeta. Hasta ahora, los investigadores creían que la mayoría de elementos volátiles llegaron a la Tierra a partir de asteroides que se formaron mucho más cerca de nuestro planeta. Por eso, el hallazgo es importante.

Podrá proporcionar pistas importantes sobre cómo la Tierra logró reunir las condiciones necesarias para poder albergar vida. El hecho de que la mitad del zinc proceda de una región tan lejana resulta sorprendente, porque los modelos actuales del nacimiento, y desarrollo del Sistema Solar, era algo que no se esperaba. Casi todo el material del planeta, se creía, debió formarse en lugares más cercanos que el cinturón de asteroides. Por lo que parece que el sistema solar exterior fue un agente mucho más importante de lo esperado.

Un papel estabilizador en los compuestos volátiles terrestres

Esa aportación de material desde el sistema solar exterior, como explican los investigadores, desempeñó un papel importantísimo para estabilizar el inventario de compuestos volátiles de nuestro planeta. Sin esa aportación, la Tierra habría tenido una cantidad de elementos volátiles mucho más baja que lo que podemos observar. Esto hubiera desembocado en un mundo más seco y, seguramente, incapaz de tener las condiciones necesarias para poder albergar vida. Para llegar a estas conclusiones, el estudio se ha fijado en 18 meteoritos.

Sus orígenes son diferentes, Once proceden del sistema solar interior y son meteoritos no carbonáceos. Los otros siete proceden del sistema solar exterior y son meteoritos carbonáceos. En cada meteorito, midieron la abundancia relativa de los cinco isótopos del zinc. Hay que recordar que un isótopo es una variación de un elemento. Contiene la misma cantidad de protones, pero la cantidad de neutrones varía. Los resultados indican que la Tierra solo incorporó alrededor de un diez por ciento de su masa de estos meteoritos carbonáceos.

Sin embargo, a pesar de esa reducida cifra, el material proporcionado supone el 50% del zinc que podemos encontrar en el planeta. A esto se le puede sumar otro aspecto, según explican los investigadores. El material con una concentración alta de zinc, y otros elementos volátiles, seguramente también sea rico en agua. Por lo que también podríamos estar ante más pistas sobre cómo llegó el agua a nuestro planeta. Es algo que resulta muy interesante porque permite entender el papel que desempeñó cada región del Sistema Solar…

Otros objetivos para determinar el origen de los elementos volátiles

No es sorprendente que los investigadores enfaticen la importancia de esos meteoritos. Añadieron material carbonáceo a la Tierra, algo que no resulta sorprendente en sí, porque se sabía desde hace algún tiempo. La sorpresa es que ese material fue una pieza clave para que nuestro planeta tenga la abundancia de elementos necesarios para que aparezca la vida. Lejos de quedarse en este punto, los investigadores ya tienen claro cuáles serán sus siguientes pasos. El siguiente objetivo es analizar rocas de Marte y también de la Luna.

El cráter Jezero, en Marte, observado por el róver Perseverance. Crédito: NASA

En el caso de Marte, esas rocas albergaron agua entre hace entre 4100 y 3000 millones de años, antes de secarse por completo. En el caso de la Luna, la teoría más asentada es que nuestro satélite se formó tras una gran colisión en el pasado del planeta. Poco después de su formación, la Tierra chocó con un objeto de un tamaño similar al de Marte, denominado Tea, que provocó la formación del satélite. El análisis de los isótopos de zinc, en las rocas lunares, ayudará a probar esta hipótesis y determinar si, realmente, podría ser la respuesta correcta.

Es decir, permitirá entender si la colisión de ese objeto tuvo también un papel importante en la entrega de material volátil a nuestro planeta, incluyendo el agua. Más allá del estudio, habrá que ver si esto se puede aplicar en el análisis de sistemas exoplanetarios. ¿Es posible que la vida solo pueda aparecer en aquellos sistemas cuyo pasado haya sido similar al del Sistema Solar? ¿O cualquier planeta rocoso tendrá una posibilidad alta de recibir los elementos volátiles necesarios para poder albergar vida? Quizá se sepa en los próximos años…

Estudio

El estudio es R. Martins, S. Kuthning, B. Coles et al.; «Nucleosynthetic isotope anomalies of zinc in meteorites constrain the origin of Earth’s volatiles». Publicado en la revista Science el 26 de enero de 2023. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Phys