Madrid, 13 de abril del 2023.- El agua de la Tierra podría haberse originado a partir de interacciones entre atmósferas ricas en hidrógeno y océanos de magma de embriones planetarios como los de ella en formación.
Durante décadas, lo que los investigadores sabían sobre la formación de los planetas se basaba principalmente en nuestro sistema solar. Aunque hay algunos debates activos sobre el origen de gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno, existe un amplio consenso en que la Tierra y los demás cuerpos rocosos se acrecionaron a partir del disco de polvo y gas que rodeaba al Sol en su juventud.
Al chocar entre sí objetos cada vez más grandes, los planetesimales bebé que acabaron formando la Tierra crecieron y se calentaron, fundiéndose en un vasto océano de magma debido al calor de las colisiones y a los elementos radiactivos. Con el tiempo, al enfriarse el cuerpo celeste, el material más denso se hundió hacia el interior, separándolo en tres capas distintas: el núcleo metálico, el manto rocoso de silicatos y la corteza.
Sin embargo, la explosión de los estudios de exoplanetas dio lugar a un nuevo enfoque para modelar el estado embrionario de la Tierra.
“Los descubrimientos de exoplanetas han permitido apreciar mucho mejor lo común que es que los recién formados estén rodeados de atmósferas ricas en hidrógeno molecular durante sus primeros millones de años de crecimiento”, explicó Anat Shahar, del Instituto Carnegie. “Con el tiempo, las envolturas de ese elemento químico se disipan, pero dejan sus huellas en la composición del joven planeta”.
Con esta información, Shahar y sus coautores Edward Young y Hilke Schlichting, de la Universidad de California en Los Ángeles, desarrollaron nuevos modelos de la formación y evolución de la Tierra para ver si podían reproducirse los rasgos químicos distintivos de nuestro planeta. Los resultados de la investigación se publican en Nature.
Utilizando un modelo recién desarrollado, pudieron demostrar que, en los inicios de la existencia de la Tierra, las interacciones entre el océano de magma y una protoatmósfera de hidrógeno molecular podrían haber dado lugar a algunos de los rasgos característicos de la Tierra, como su abundancia de agua y su estado general oxidado.
Mediante modelos matemáticos exploraron el intercambio de materiales entre las atmósferas de hidrógeno molecular y los océanos de magma, analizando 25 compuestos y 18 reacciones diferentes, tan complejas como para arrojar datos valiosos sobre la posible historia formativa del planeta, pero lo bastante sencillas como para interpretarlas en su totalidad.
Las interacciones entre el océano de magma y la atmósfera en su Tierra bebé simulada dieron lugar al movimiento de grandes masas de hidrógeno hacia el núcleo metálico, la oxidación del manto y la producción de grandes cantidades de agua.
Incluso si todo el material rocoso que chocó para formar el planeta en crecimiento estuviera completamente seco, esas interacciones entre la atmósfera molecular de hidrógeno y el océano de magma generarían copiosas cantidades de agua, revelaron los investigadores. Otras fuentes del recurso son posibles, pero no necesarias para explicar el estado actual de la Tierra, precisaron.
“Es sólo una posible explicación, pero que establecería un importante vínculo entre la historia de la formación de la Tierra y los exoplanetas más comunes que se han descubierto orbitando estrellas lejanas, que se denominan super-Tierras y sub-Neptunos”, concluyó Shahar.
El trabajo forma parte del proyecto interdisciplinaria y multiinstitucional Aether, iniciado y dirigido por Shahar, cuyo objetivo es desvelar la composición química de los planetas más comunes de la Vía Láctea y desarrollar un marco para detectar indicios de vida en mundos lejanos.
El proyecto fue financiado por la Fundación Alfred P. Sloan
Con información de: Europa Press
