Agencias/Ciudad de México.- Un modelo desarrollado en Cambridge permite predecir cuánta agua puede almacenar un planeta rocoso en sus depósitos subterráneos, disuelta en minerales que la atrapan como esponjas.
Se cree que esta agua, que está encerrada en la estructura de los minerales en el fondo, podría ayudar a un planeta a recuperarse de su ardiente nacimiento inicial. Sus resultados podrían ayudarnos a comprender cómo los planetas pueden volverse habitables después de un intenso calor y radiación durante sus primeras etapas.
Se cree que los planetas que orbitan estrellas enanas rojas de tipo M, la estrella más común de la galaxia, son uno de los mejores lugares para buscar vida extraterrestre. Pero estas estrellas tienen años de adolescencia particularmente tempestuosos, liberando intensos estallidos de radiación que destruyen los planetas cercanos y eliminan el agua de su superficie.
La fase adolescente de nuestro sol fue relativamente corta, pero las estrellas enanas rojas pasan mucho más tiempo en este angustioso período de transición. Como resultado, los planetas bajo sus alas sufren un efecto invernadero desbocado donde su clima se convierte en un caos.
“Queríamos investigar si estos planetas, después de una crianza tan tumultuosa, podrían rehabilitarse y albergar agua superficial”, dijo en un comunicado la autora principal del estudio, Claire Guimond, estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge.
La nueva investigación, publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, muestra que el agua interior podría ser una forma viable de reponer el agua superficial líquida una vez que la estrella anfitriona de un planeta haya madurado y atenuado. Esta agua probablemente habría sido traída por los volcanes y liberada gradualmente como vapor a la atmósfera, junto con otros elementos que dan vida.
Su nuevo modelo les permite calcular la capacidad de agua interior de un planeta en función de su tamaño y la química de su estrella anfitriona. “El modelo nos da un límite superior sobre la cantidad de agua que un planeta podría transportar en profundidad, en función de estos minerales y su capacidad para absorber agua en su estructura”, dijo Guimond.
Scientists have new tool to estimate how much water might be hidden beneath a planet's surface @Cambridge_Uni @RoyalAstroSoc https://t.co/DyjxNb2tKU https://t.co/6FTKZJDlLv
— Phys.org (@physorg_com) March 15, 2023
Los investigadores descubrieron que el tamaño de un planeta juega un papel clave para decidir cuánta agua puede contener. Esto se debe a que el tamaño de un planeta determina la proporción de minerales que transportan agua de los que está hecho.
La mayor parte del agua interior de un planeta está contenida dentro de una capa rocosa conocida como manto superior, que se encuentra directamente debajo de la corteza. Aquí, las condiciones de presión y temperatura son las adecuadas para la formación de minerales verde-azulados llamados wadsleyita y ringwoodita que pueden absorber agua. Esta capa rocosa también está al alcance de los volcanes, que podrían traer agua a la superficie a través de erupciones.
La nueva investigación mostró que los planetas más grandes, alrededor de dos o tres veces más grandes que la Tierra, generalmente tienen mantos rocosos más secos porque el manto superior rico en agua constituye una proporción más pequeña de su masa total.
Los resultados podrían proporcionar a los científicos pautas para ayudarlos en la búsqueda de exoplanetas que podrían albergar vida. “Esto podría ayudar a refinar nuestra clasificación de qué planetas estudiar primero”, dijo Oliver Shorttle, quien está afiliado conjuntamente con el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Instituto de Ciencias de Cambridge. Astronomía. “Cuando buscamos los planetas que mejor pueden contener agua, probablemente no quieras uno significativamente más masivo o tremendamente más pequeño que la Tierra”.
Los hallazgos también podrían aumentar nuestra comprensión de cómo los planetas, incluidos los más cercanos a casa como Venus, pueden pasar de paisajes infernales estériles a una canica azul. Las temperaturas en la superficie de Venus, que tiene un tamaño y una composición similar a la de la Tierra, rondan los 450°C y su atmósfera está cargada de dióxido de carbono y nitrógeno. Sigue siendo una pregunta abierta si Venus albergó agua líquida en su superficie hace 4 mil millones de años.
“Si ese es el caso, entonces Venus debe haber encontrado una manera de enfriarse y recuperar el agua superficial después de nacer alrededor de un sol ardiente”, dijo Shorttle, “es posible que haya aprovechado su agua interior para hacer esto”.
La presión del límite de fase de ringwoodita-perovskita que define el manto inferior es aproximadamente constante, por lo que la contribución del reservorio del manto superior se vuelve menos importante para los planetas más grandes. Si la perovskita y la postperovskita son relativamente secas, entonces los planetas rocosos cada vez más masivos tendrían capacidades de agua interior fraccionaria cada vez más pequeñas. En la práctica, nuestros resultados representan perfiles iniciales de concentración de agua en mantos planetarios donde sus océanos de magma primordial están saturados de agua. Este trabajo es un paso hacia la comprensión del ciclo planetario de aguas profundas, la evolución térmica mediada por la reología y el derretimiento, y la frecuencia de los planetas oceánicos.
Mantle mineralogy limits to rocky planet water inventories [EPA] https://t.co/ePILfS7rON pic.twitter.com/5xNSPBZqBA
— arXiver (@arXiver) July 4, 2022
