¿De donde vino el agua de la Tierra?
Por la Universidad de Maryland
15 de marzo de 2023.
La línea blanca discontinua en esta ilustración muestra el límite entre el Sistema Solar interior y el exterior, con el cinturón de asteroides colocado aproximadamente entre Marte y Júpiter. Una burbuja cerca de la parte superior de la imagen muestra moléculas de agua adheridas a un fragmento rocoso, lo que demuestra el tipo de objeto que podría haber llevado agua a la Tierra. Crédito: Jack Cook/Instituto Oceanográfico Woods Hole.
El agua constituye el 71% de la superficie de la Tierra, pero nadie sabe cómo o cuándo llegaron a la Tierra cantidades tan masivas de agua.
Un nuevo estudio publicado en la revista Nature lleva a los científicos un paso más cerca de responder esa pregunta. Dirigidos por la profesora asistente de geología Megan Newcombe de la Universidad de Maryland, los investigadores analizaron meteoritos derretidos que habían estado flotando en el espacio desde la formación del Sistema Solar hace 4 1/2 mil millones de años. Descubrieron que estos meteoritos tenían un contenido de agua extremadamente bajo; de hecho, se encontraban entre los materiales extraterrestres más secos jamás medidos.
Estos resultados, que permiten a los investigadores descartarlos como la principal fuente de agua de la Tierra, podrían tener implicaciones importantes para la búsqueda de agua y vida en otros planetas. También ayuda a los investigadores a comprender las condiciones poco probables que se alinearon para hacer de la Tierra un planeta habitable.
"Queríamos entender cómo nuestro planeta logró obtener agua porque no es del todo obvio", dijo Newcombe. "Obtener agua y tener océanos superficiales en un planeta que es pequeño y está relativamente cerca del Sol es un desafío".
El equipo de investigadores analizó siete meteoritos derretidos, o acondritas, que chocaron contra la Tierra miles de millones de años después de separarse de al menos cinco planetesimales, objetos que chocaron para formar los planetas de nuestro Sistema Solar. En un proceso conocido como fusión, muchos de estos planetesimales fueron calentados por la descomposición de elementos radiactivos en la historia temprana del Sistema Solar, lo que provocó que se separaran en capas con una corteza, manto y núcleo.
Debido a que estos meteoritos cayeron a la Tierra recientemente, este experimento fue la primera vez que alguien midió sus volátiles. El estudiante graduado de geología de la UMD, Liam Peterson, usó una microsonda electrónica para medir sus niveles de magnesio, hierro, calcio y silicio, luego se unió a Newcombe en el Laboratorio de la Tierra y los Planetas de la Institución Carnegie para la Ciencia para medir su contenido de agua con un instrumento de espectrometría de masa de iones secundarios.
"El desafío de analizar el agua en materiales extremadamente secos es que cualquier agua terrestre en la superficie de la muestra o dentro del instrumento de medición puede detectarse fácilmente, lo que contamina los resultados", dijo el coautor del estudio Conel Alexander, científico de la Carnegie Institution for Science. .
Para reducir la contaminación, los investigadores primero hornearon sus muestras en un horno de vacío a baja temperatura para eliminar el agua superficial. Antes de que las muestras pudieran analizarse en el espectrómetro de masas de iones secundarios, las muestras tenían que secarse una vez más.
"Tuve que dejar las muestras bajo una bomba turbo, una aspiradora de muy alta calidad, durante más de un mes para extraer suficiente agua terrestre", dijo Newcombe.
Algunas de sus muestras de meteoritos procedían del Sistema Solar interior, donde se encuentra la Tierra y donde generalmente se supone que las condiciones han sido cálidas y secas. Otras muestras más raras provinieron de los confines más fríos y helados de nuestro sistema planetario. Si bien en general se pensó que el agua llegó a la Tierra desde el Sistema Solar exterior, aún no se ha determinado qué tipos de objetos podrían haber transportado esa agua a través del Sistema Solar.
"Sabíamos que muchos objetos del Sistema Solar exterior estaban diferenciados, pero se asumió implícitamente que debido a que eran del sistema solar exterior, también debían contener mucha agua", dijo Sune Nielsen, coautor del estudio y geólogo de la Institución Oceanográfica Woods Hole. "Nuestro artículo muestra que este definitivamente no es el caso. Tan pronto como los meteoritos se derriten, no queda agua".
Después de analizar las muestras de meteoritos de acondrita, los investigadores descubrieron que el agua comprendía menos de dos millonésimas partes de su masa. A modo de comparación, los meteoritos más húmedos, un grupo llamado condritas carbonáceas, contienen hasta un 20 % de agua en peso, o 100.000 veces más que las muestras de meteoritos estudiadas por Newcombe y sus coautores.
Esto significa que el calentamiento y la fusión de los planetesimales conduce a una pérdida de agua casi total, independientemente de dónde se originaron estos planetesimales en el Sistema Solar y con cuánta agua comenzaron. Newcombe y sus coautores descubrieron que, contrariamente a la creencia popular, no todos los objetos del Sistema Solar exterior son ricos en agua. Esto los llevó a concluir que el agua probablemente llegó a la Tierra a través de meteoritos sin derretir o condríticos.
Newcombe dijo que sus hallazgos tienen aplicaciones más allá de la geología. Los científicos de muchas disciplinas, y especialmente los investigadores de exoplanetas, están interesados en el origen del agua de la Tierra debido a sus profundas conexiones con la vida.
"Se considera que el agua es un ingrediente para que la vida pueda florecer, por lo que mientras buscamos en el Universo y encontramos todos estos exoplanetas, comenzamos a determinar cuáles de esos sistemas planetarios podrían ser anfitriones potenciales para vida", dijo Newcombe. "Para poder entender estos otros sistemas solares, queremos entender el nuestro".
Fuente:
https://phys.org/news/2023-03-earth-meteorites-scientists.html