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Hace miles de millones de años, en un disco gigante de polvo, gas y material rocoso que orbitaba nuestro joven sol, se fusionaron cuerpos cada vez más grandes para finalmente dar lugar a los planetas, lunas y asteroides que vemos hoy.
Los científicos todavía están tratando de comprender los procesos por los cuales se formaron los planetas, incluido nuestro planeta de origen. Una forma en que los científicos pueden estudiar cómo se formó la Tierra es estudiando el magma que fluye desde las profundidades del interior del planeta. Las firmas químicas de estas muestras mantienen un registro del tiempo y la naturaleza de los materiales que se unieron para formar la Tierra, de forma análoga a cómo los fósiles nos brindan pistas sobre el pasado biológico de la Tierra.
Ahora, un estudio de Caltech muestra que la Tierra primitiva se acumuló a partir de materiales calientes y secos, lo que indica que el agua de nuestro planeta, un componente clave de la evolución de la vida, debe haber aparecido tarde en la historia de formación de la Tierra.
El estudio, en el que participó un equipo internacional de científicos, se llevó a cabo en los laboratorios de Francois Tissot, profesor asistente de geoquímica e investigador del Heritage Medical Research Institute; y Yigang Zhang de la Universidad de la Academia China de Ciencias. Artículo de revista titulado “I/Pu revela que la Tierra se formó principalmente a partir de planetesimales pobremente diferenciados y volátiles” Progreso de la ciencia. El estudiante graduado de Caltech Weiyi Liu es el primer autor del artículo.
Aunque los humanos no tienen la capacidad de viajar al interior de nuestro planeta, las rocas en las profundidades de la tierra pueden salir a la superficie de forma natural en forma de lava. Los magmas madres de estas lavas pueden provenir de varias profundidades de la Tierra, como el manto superior, que comienza a unos 15 kilómetros por debajo de la superficie y se extiende por unos 680 kilómetros; o el manto inferior, que se extiende desde una profundidad de 680 kilómetros hasta el límite entre el núcleo y el manto, unos 2.900 kilómetros por debajo de nuestros pies.
Al igual que probar las diferentes capas de un pastel (glaseado, relleno, bizcocho), los científicos pueden estudiar magmas desde diferentes profundidades para comprender los diferentes “sabores” de las capas de la Tierra: los productos químicos que contienen y cómo se relacionan entre sí.
Dado que la formación de la Tierra no fue instantánea y, en cambio, involucró la acumulación de materiales a lo largo del tiempo, las muestras del manto inferior y superior ofrecen diferentes pistas sobre lo que sucedió con el tiempo durante la acumulación de la Tierra.
En el nuevo estudio, el equipo descubrió que la Tierra primitiva consistía principalmente en materiales secos y rocosos: las firmas químicas de las profundidades del planeta mostraban una falta de los llamados volátiles que se evaporan fácilmente, como el agua y el yodo. En contraste, las muestras del manto superior revelaron una mayor proporción de volátiles, tres veces la del manto inferior.
Con base en estas proporciones químicas, Liu creó un modelo que mostraba que la Tierra se formó a partir de materiales rocosos secos y calientes y que la mayor adición de volátiles esenciales para la vida, incluida el agua, ocurrió solo durante el último 15% (o menos) de formación de la Tierra.
El estudio es una contribución clave a las teorías de la formación de planetas, un campo que ha sufrido varios cambios de paradigma en las últimas décadas y sigue caracterizándose por un vigoroso debate científico. En este contexto, el nuevo estudio hace predicciones importantes sobre la naturaleza de los componentes básicos de otros planetas terrestres, Mercurio y Venus, que se forman previsiblemente a partir de materiales igualmente secos.
“La exploración espacial en los planetas exteriores es realmente importante porque el mundo del agua es probablemente el mejor lugar para buscar vida extraterrestre”, dice Tissot. “Pero el sistema solar interior no debe olvidarse. No ha habido ninguna misión a la superficie de Venus durante casi 40 años, y nunca ha habido una misión a la superficie de Mercurio. Necesitamos poder estudiar estos mundos para comprender mejor cómo se formaron los planetas terrestres como la Tierra”.
Además de Liu y Tissot, los coautores incluyen a Zhang de la Universidad de la Academia China de Ciencias; Guillaume Avice de la Université Paris Cité, Institut de physique du globe de Paris; Zhilin Ye de la Academia China de Ciencias; y Qing-Zhu Yin de la Universidad de California, Davis.
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de California