Un nuevo estudio plantea que la cantidad de elementos radiactivos, presentes en la fase de formación del planeta, puede ser un factor crucial para que ese mundo sea habitable o no. Es un hallazgo que permite añadir otro factor a la compleja búsqueda de vida más allá del Sistema Solar…
El papel de los elementos radiactivos
Los elementos radiactivos son muy importantes porque el calor generado, por la degeneración de elementos como el torio o el uranio, alimenta las placas tectónicas y, además, podría ser una parte imprescindible de la capacidad de un planeta para poder generar un campo magnético. En el caso de la Tierra, nuestro campo magnético nos protege del viento solar, del Sol, y de los rayos cósmicos. El movimiento de la parte fundida del núcleo de la Tierra crea una dinamo interna, que es lo que genera el campo magnético del planeta.
La cantidad de elementos radiactivos que contiene el interior de la Tierra es más que suficiente para alimentar esa dinamo de forma persistente, según explican los investigadores. Al ser conscientes de que cada planeta contendrá una cantidad diferente de elementos radiactivos, decidieron crear un modelo de la Tierra y variar la cantidad de calor generado por esos elementos, tanto hacia arriba como hacia abajo, y ver qué consecuencias tendría. Curiosamente, si el calor generado es superior al de nuestro planeta, el efecto dinamo no es permanente.
Es algo provocado porque el torio y el uranio, en ese caso, termina concentrándose en el manto. Ese exceso de calor allí actúa como un aislante, impidiendo que el núcleo fundido pueda perder calor lo suficientemente rápido como para generar el movimiento de conducción que permite alimentar el campo magnético. Con más calor interno, además, el planeta también tiene más actividad volcánica. Algo que podría desencadenar extinciones masivas. En el otro extremo, poco calor interno provoca ausencia de vulcanismo y un planeta geológicamente muerto.
El impacto en la habitabilidad
Por tanto, solo con cambiar la abundancia de elementos radiactivos, los investigadores han observado que podemos pasar de un planeta geológicamente muerto, a uno como la Tierra, e incluso a uno tremendamente volcánico y sin campo magnético. El fenómeno planetario de la dinamo es muy importante para la habitabilidad. No solo rige las placas tectónicas, que crean un ciclo de carbono y actividad geológica, también es importante para poder retener la atmósfera. El campo magnético es una pieza esencial para poder retenerla.
Sin su presencia, el viento solar (o estelar, en el caso de otros astros) tiene la capacidad de erosionar la atmósfera de un planeta hasta terminar arrancándola. Algo que podemos observar en el caso de Marte, en el que también influye su menor gravedad. Sea como fuere, estos elementos radiactivos se forman durante las colisiones de estrellas de neutrones. Son fenómenos muy poco frecuentes y, por tanto, cabe esperar una gran diferencia en la cantidad disponible en la formación de estrellas y planetas en diferentes regiones de la Vía Láctea.
A través de la espectroscopia, es posible medir la abundancia de diferentes elementos en las estrellas. La composición de los planetas a su alrededor debería ser muy similar. Por ejemplo, el europio, un elemento muy raro en la Tierra, está presente también en el espectro estelar. Su origen está en ese mismo proceso, que da lugar a la formación de torio, uranio y otros elementos y puede usarse para estudiar la variabilidad de esos elementos en la galaxia. De hecho, se han realizado mediciones de europio en otras estrellas en nuestro vecindario.
El impacto del calor interno generado por los elementos radiactivos
Los investigadores han utilizado esas mediciones, precisamente, para poder establecer unos límites naturales, en la abundancia de elementos. Aproximadamente, el Sol se encuentra en la zona media de los valores observados en otras estrellas. Muchas de ellas, según han explicado, contienen la mitad de europio, en comparación al magnesio, que el Sol. Otras, sin embargo, tienen el doble de europio que nuestra estrella. Por ello, es posible que el campo de la astrobiología, la búsqueda de vida extraterrestre tenga que tenerlo muy presente.
En los casos extremos, tanto en el límite inferior como en el superior, la habitabilidad de un planeta se ve seriamente perjudicada. Sin suficiente calor interno, por el deterioro de los elementos radiactivos, no hay condiciones para tener una dinamo que proteja al planeta. Con un exceso de calor, las condiciones tampoco son las óptimas. Los investigadores sugieren que un factor clave, para definir la habitabilidad de un planeta, es la abundancia de uranio y torio. Por lo que en el futuro será interesante encontrar esas diferencias entre unos sistemas y otros.
Telescopios como James Webb serán capaces de analizar las atmósferas de exoplanetas que pueda haber en nuestro entorno. El análisis de las estrellas en torno a las que giran, y la abundancia de elementos que contengan, puede ayudar en el futuro a definir mejor qué mundos pueden ser más aptos para la aparición de vida. Sea como fuere, poco a poco, la imagen de qué condiciones son necesarias para que un planeta pueda tener la posibilidad de desarrollar vida es cada vez más compleja. Eso es positivo, porque nos acerca a poder encontrarla en algún lugar…
Estudio
El estudio es F. Nimmo, J. Primack, S. Faber et al.; «Radiogenic Heating and Its Influence on Rocky Planet Dynamos and Habitability». Publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters el 10 de noviembre de 2020. Puede ser consultado en este enlace.
Referencias: Phys
