24 de enero de 2019
24.01.2019
Estudio

La colisión que formó la Luna pudo ser clave para hacer viable la vida sobre la Tierra

Un nuevo estudio sobre el fenómeno trata de arrojar luz sobre cómo surgió la vida en el planeta

24.01.2019 | 19:46
Recreación de una vista de la Tierra desde la Luna.

La Tierra probablemente recibió la mayor parte de su carbono, nitrógeno y otros elementos volátiles esenciales para la vida, de la colisión planetaria que creó la Luna hace 4.400 millones de años.

"Desde el estudio de los meteoritos primitivos, los científicos han sabido durante mucho tiempo que la Tierra y otros planetas rocosos en el sistema solar interior están agotados por la volatilidad", señala en un comunicado Rajdeep Dasgupta, de la Universidad Rice de Texas (EEUU) y coautor de una investigación que sostiene esa hipótesis.

"Pero el momento y el mecanismo de la entrega volátil se han debatido acaloradamente -añade-. El nuestro es el primer escenario que puede explicar el momento y la entrega de manera consistente con todas las pruebas geoquímicas".

La evidencia se recopiló a partir de una combinación de experimentos de alta temperatura y alta presión en el laboratorio de Dasgupta, que se especializa en el estudio de reacciones geoquímicas que tienen lugar dentro de un planeta bajo un intenso calor y presión.

En una serie de experimentos, el autor principal del estudio y estudiante graduado Damanveer Grewal reunió pruebas para probar una teoría de largo plazo de que los volátiles de la Tierra llegaron de una colisión con un planeta embrionario que tenía un núcleo rico en azufre.

El contenido de azufre del núcleo del planeta donante es importante debido a la desconcertante variedad de evidencia experimental sobre el carbono, el nitrógeno y el azufre que existen en todas las partes de la Tierra que no sean el núcleo.

"El núcleo no interactúa con el resto de la Tierra, pero todo lo que está por encima, el manto, la corteza, la hidrosfera y la atmósfera, están todos conectados", apunta Grewal.

Una idea de larga duración acerca de cómo la Tierra recibió sus volátiles fue la teoría del 'chapado tardío', que los meteoritos ricos en volátiles, trozos sobrantes de materia primordial del sistema solar exterior, llegaron después de que se formó el núcleo de la Tierra. Y mientras las firmas isotópicas de los volátiles de la Tierra coinciden con estos objetos primordiales, conocidos como condritas carbonáceas, la proporción elemental de carbono a nitrógeno está desactivada. El material no central de la Tierra, que los geólogos llaman 'la Tierra de silicato a granel', tiene aproximadamente 40 partes de carbono por cada parte de nitrógeno, aproximadamente el doble de la proporción 20-1 que se ve en las condritas carbonosas.

Tres escenarios


Los experimentos de Grewal, que simularon las altas presiones y temperaturas durante la formación del núcleo, probaron la idea de que un núcleo planetario rico en azufre podría excluir el carbono o el nitrógeno, o ambos, dejando fracciones mucho mayores de esos elementos en el silicato a granel en comparación con la Tierra. En una serie de pruebas en un rango de temperaturas y presión, Grewal examinó la cantidad de carbono y nitrógeno que se convirtió en el núcleo en tres escenarios: sin azufre, 10 por ciento de azufre y 25 por ciento de azufre.

"El nitrógeno no se vio afectado en gran medida -explica-. Permaneció soluble en las aleaciones en relación con los silicatos, y solo comenzó a ser excluido del núcleo bajo la mayor concentración de azufre".

En contraste, el carbono fue considerablemente menos soluble en aleaciones con concentraciones intermedias de azufre, y las aleaciones ricas en azufre absorbieron aproximadamente 10 veces menos carbono en peso que las aleaciones sin azufre.

Utilizando esta información, junto con las relaciones y concentraciones conocidas de elementos tanto en la Tierra como en cuerpos no terrestres, el investigador postdoctoral Chenguang Sun diseñó una simulación por computadora para encontrar el escenario más probable que produjera los volátiles de la Tierra. Encontrar la respuesta implicó variar las condiciones de inicio, ejecutar aproximadamente 1.000 millones de escenarios y compararlos con las condiciones conocidas en el sistema solar actual.

"Lo que encontramos es que toda la evidencia (firmas isotópicas, la relación carbono-nitrógeno y las cantidades generales de carbono, nitrógeno y azufre en el silicato de la Tierra) es consistente con un impacto de formación de Luna que involucra un soporte volátil, un planeta del tamaño de Marte con un núcleo rico en azufre", asegura Grewal.

Según comenta Dasgupta, comprender mejor el origen de los elementos esenciales de la vida de la Tierra tiene implicaciones más allá del sistema solar. "Este estudio sugiere que un planeta rocoso similar a la Tierra tiene más posibilidades de adquirir elementos esenciales para la vida si se forma y crece a partir de impactos gigantes con planetas que han muestreado diferentes bloques de construcción, quizás de diferentes partes de un disco protoplanetario", dice.

"Esto elimina algunas condiciones de frontera -indica-. Muestra que los volátiles esenciales para la vida pueden llegar a las capas superficiales de un planeta, incluso si se produjeron en cuerpos planetarios que se sometieron a la formación de núcleos en condiciones muy diferentes".

Dasgupta sostiene que no parece que el silicato a granel de la Tierra, por sí solo, podría haber alcanzado los presupuestos volátiles esenciales para la vida que produjeron la biosfera, atmósfera e hidrosfera. "Eso significa que podemos ampliar nuestra búsqueda de caminos que conduzcan a elementos volátiles que se unen en un planeta para sustentar la vida como la conocemos", concluye.

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