Un detallado estudio explora el origen del agua de la Tierra y su viaje desde la antigüedad. Determina que tiene 4500 millones de años. Lo más interesante, es que se detalla su viaje desde incluso antes de que el Sol se convirtiese en una estrella. Esta es la segunda, y última parte, de ese artículo.
El viaje del agua hasta el presente de la Tierra
Esta es la segunda parte de una serie de dos artículos sobre el origen del agua. La primera parte está disponible en este enlace.
En el cuarto paso, el sistema solar comienza a tomar forma y a parecerse cada vez más a un sistema ya formado completamente. Es decir, comienza a contener todo aquello con lo que ya estamos familiarizados. Los planetas, asteroides y cometas comienzan a formarse, y a desplazarse a sus órbitas, en este momento. Pero ¿a partir de qué se forman? Los pequeños granos de polvo y sus moléculas de agua que, ahora, se han congelado en dos ocasiones. Con todo esto, llegamos finalmente al presente del Sistema Solar y lo que observamos.
Para bien o para mal, los astrónomos no pueden viajar al pasado. Las buenas noticias son que es posible observar otros sistemas solares jóvenes y encontrar pistas que permitan explicar todo el proceso. El agua de la Tierra contiene, además, un pista que es crítica. La proporción de agua pesada frente a agua normal. Cuando se forma el hielo, en la primera fase, la temperatura es extremadamente baja. Eso desencadena un fenómeno poco habitual, denominado super deuteración. Es un proceso que afecta directamente al hielo.
Provoca que se introduzca más deuterio en el hielo, en comparación a otras temperaturas. El deuterio se formó en los segundos posteriores al Big Bang. Fue en pequeñas cantidades. Solo un átomo de deuterio por cada 100 000 de protio. Esto quiere decir que, si el deuterio se mezclase uniformemente, en el agua del Sistema Solar, la abundancia de agua pesada sería 10^-5 (es decir, diez elevado a menos cinco). Pero hay más. En un corino cálido, la abundancia cambia. El ratio de agua pesada frente a agua normal es de 1 a 100.
La abundancia del deuterio en el agua pesada
La mayor presencia de deuterio se explica por la super deuteración. En el momento en el que se formó el hielo en la superficie de los granos de polvo, hay una mayor cantidad de átomos de deuterio depositándose en el hielo, frente a átomos de hidrógeno. La conclusión es clara, según explican los investigadores. No hay ninguna otra manera de obtener una cantidad tan grande de agua pesada en los corinos cálidos, ni en general. Por ello, la abundancia de agua pesada apunta a la formación de agua en la nube molecular fría, durante la primera fase.
Hay que mencionar, en cualquier caso, que hay dos episodios diferentes de síntesis del agua. La primera tiene lugar cuando el sistema no se ha formado y es una nube fría. La segunda tiene lugar durante la formación de planetas. El agua de la primera síntesis tiene 4500 millones de años. ¿Cuánta está presente en la Tierra? Para determinarlo, los investigadores se han fijado en dos cosas. Por un lado, la cantidad de agua en general. Por otro, la cantidad de agua con deuterio. Se creó agua más que suficiente para explicar el origen del agua de la Tierra.
La cantidad de agua en el corino cálido era 10 000 veces superior al agua del planeta. ¿Cuánta llegó a la Tierra? La pista está en la proporción de agua pesada y agua normal en la Tierra, en comparación a la de los corinos cálidos. Esta región es el único lugar en el que hay agua pesada, en cualquier sistema planetario, similar al nuestro, que esté en proceso de formación. En estudios anteriores, se había comparado esa proporción con la de otros objetos del Sistema Solar. En particular con cometas, meteoritos y Encélado, el satélite congelado de Saturno.
La proporción de agua pesada en la Tierra
Así, se sabe que la Tierra tiene una proporción de agua pesada unas diez veces más grande que en el universo. Todo esto permite concluir que entre el 1% y el 50% del agua de la Tierra procede de la fase inicial de la formación del Sistema Solar. Aunque es un porcentaje muy amplio, sigue siendo un conocimiento muy importante. Los autores terminan mencionando que el agua, en cometas y asteroides, también procede de esas primeras etapas. La Tierra, seguramente, obtuvo su agua original a partir de los planetesimales.
Es decir, de los precursores de asteroides y planetas. Esto tiene otra implicación, no llegó a través de los cometas que chocaron con el planeta posteriormente. Es algo importante, porque esa es la otra hipótesis que se suele plantear. En ese escenario, el hielo llegaba gracias a los cometas lejanos. Al ser perturbados, y precipitarse desde la Nube de Oort, alcanzaban el Sistema Solar interior y se estrellaban en los planetas rocosos. El estudio permite determinar que ese escenario no parece ser el correcto. Aún así, quedan preguntas por responder.
Por ejemplo, no explica cómo llegó todo el agua a nuestro planeta. Al menos, la abundancia de agua pesada sirve como punto de partida. A partir de aquí, los investigadores esperan poder seguir el camino del agua hasta el presente. Lo más importante es que, con todo esto, se puede deducir, que el agua de la Tierra tiene 4500 millones de años. O, por lo menos, parte de esa agua. Es posible que los planetesimales trajesen agua al planeta, pero qué cantidad es algo que no está claro. Hay, todavía, muchas cosas que comprender.
El viaje del agua también es importante para entender el origen de la vida
Como destacan los investigadores, el origen y evolución del agua de la Tierra está relacionado, a su vez, con otros aspectos. Cosas como el carbono, el oxígeno molecular o el campo magnético del planeta. Todo esto, además, nos lleva al origen de la vida y a cómo se forman los planetas. Seguramente, el agua desempeñó un papel importante en la formación de los planetesimales que la trajesen a la Tierra. Del mismo modo, seguramente fue importante al secuestrar otros elementos, como los bloques de la vida, permitiendo que llegasen a la Tierra y otros objetos rocosos.
El agua se encuentra en el centro de todo ese escenario. Al determinar que su origen se remonta a la formación del Sistema Solar, se puede considerar un punto de partida para desenmarañar otros misterios. Si bien es cierto que ellos mismos reconocen que se trata de una historia simplificada de la historia, en sus primeros pasos, del agua de la Tierra. Se han apoyado en las teorías y observaciones más recientes para plantear que un buen puñado, del agua terrestre, probablemente se formó cuando el Sistema Solar era todavía una nube de gas fría.
Tras su aparición, se conservó en estado congelado durante los diferentes pasos que llevarían a la posterior formación de planetas, asteroides y cometas. Finalmente, llegó a la Tierra recién nacida. En ese último punto, los autores del estudio añaden que ese es otro capítulo no menos fascinante. Sea como fuere, el trabajo resulta muy interesante porque detalla, con mucho detalle, cómo se formó el agua durante las primeras etapas de la formación del Sistema Solar, y cómo las observaciones modernas permiten entender su viaje hasta nosotros.
Estudio
Los estudios mencionados en estos dos artículos son:
C. Ceccarelli y F. Du.; “We Drink Good 4.5-Billion-Year-Old Water”. Publicado en la revista Elements el 1 de junio de 2022. Puede consultarse en la plataforma arXiv, en este enlace.
A. Izidoro, L. Piani.; “Origin of Water in the Terrestrial Planets: Insights from Meteorite Data and Planet Formation Models”. Publicado en la revista Elements el 1 de junio de 2022. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Universe Today
