Agencias/Ciudad de México.- Que asteroides distantes trajeran agua a la Tierra solo fue posible porque los componentes básicos del Sistema Solar, ricos en agua, se formaron más tarde, más despacio y a temperaturas más bajas.

Por el contrario, los planetesimales más cercanos al centro del Sistema Solar contenían poca o ninguna agua o hielo porque se formaron más rápidamente y a temperaturas más altas. La Tierra se convirtió en el Planeta Azul gracias a los planetesimales que se formaron relativamente tarde y lejos del Sol, según concluye un nuevo estudio publicado en la revista Scientific Reports.

“Si no se hubiera producido este retraso en la formación de los planetesimales, hoy la Tierra sería un planeta completamente seco”, afirma el autor principal Wladimir Neumann, del Instituto de Investigación Planetaria del DLR (Agencia Espacial Alemana).

“En pocas palabras, la distancia a la que se encontraban respecto del Sol en el momento de su formación fue decisiva para la composición de los planetesimales”. En el lejano disco de polvo y gas, los planetesimales se formaron algo más tarde y más lentamente que en el Sistema Solar interior, un fenómeno crítico que se repitió una y otra vez. “Los planetesimales tardíos no se calentaron tanto y, por lo tanto, no perdieron el agua que contenían”, continúa Neumann en un comunicado.

“Más tarde, muchos de estos planetesimales ricos en agua llegaron al Sistema Solar interior, probablemente trayendo grandes cantidades de agua a la Tierra”. También es posible que así fuera como nuestro vecino planetario exterior, Marte, adquiriera el agua que desde entonces ha perdido casi por completo, pero cuyos rastros todavía se pueden ver hoy en día. Se ha sugerido que Venus también pudo haber tenido agua durante varios cientos de millones de años en sus etapas iniciales.

Según los estándares astronómicos, las cosas sucedieron muy rápidamente durante el período más temprano del Sistema Solar. Después de la explosión de dos o más estrellas quemadas en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, los gases de los restos de estas supernovas se condensaron para formar una nueva estrella. Hace unos 4,500 millones de años, había acumulado tanta masa que los átomos de hidrógeno se fusionaron en helio en su interior, generando energía. La nueva estrella que se formó fue el Sol, orbitado por un disco de acreción formado por el polvo y el gas que quedaron de este proceso y que se extiende miles de millones de kilómetros en el espacio.

Los bloques de construcción de los planetas se crearon dentro del disco de acreción. Los meteoritos, fragmentos de cuerpos progenitores que se formaron en ese momento, dan testimonio de ello. Alrededor del 86 por ciento de los meteoritos son condritas, que a su vez contienen cóndrulos, o pequeñas esferas. Los cóndrulos se formaron en el disco protoplanetario en diferentes momentos a lo largo de unos pocos millones de años, cuando el material se calentó y fundió súbitamente, formando gotitas. Luego, las gotitas se solidificaron y se agruparon con polvo y gases, incluido el agua, para formar cuerpos más grandes: los planetesimales. Los planetas se formaron a partir de estos bloques de construcción originales en apenas diez millones de años.

El Sol se “encendió” hace 4,567 millones de años, y los planetas terminaron de formarse relativamente pronto después de eso. Pero como todavía quedaban innumerables cuerpos pequeños, fueron tiempos muy turbulentos en el Sistema Solar, con los planetas jóvenes asediados por frecuentes impactos de asteroides y cometas. En particular, es probable que los asteroides de la zona exterior del cinturón de asteroides principal entre Marte y Júpiter, que se formaron más allá de una distancia del Sol conocida como la “línea de nieve”, hayan suministrado a la Tierra grandes cantidades de agua. Durante mucho tiempo no se supo con certeza cómo había llegado el agua a los planetesimales.

El origen del agua en la Tierra ha sido objeto de debate científico durante mucho tiempo. Una cantidad considerable probablemente proviene de su interior y fue expulsada a la atmósfera por los volcanes, con lo que llenó parcialmente los primeros océanos en forma de lluvia. Pero probablemente esa no fue la única fuente de agua. Entonces, ¿el agua vino de más allá de la Tierra?

Hasta ahora se suponía que los procesos de acreción se producían más rápido cerca del Sol que más lejos, sobre todo porque una mayor densidad de material dentro del disco favorecía el crecimiento. Sin embargo, esta teoría fue puesta en duda por el descubrimiento de meteoritos cuyos cuerpos progenitores estaban más desarrollados, pero que tienen proporciones isotópicas que son idénticas en su firma geoquímica a los meteoritos de cuerpos progenitores indiferenciados del Sistema Solar exterior (los isótopos son variantes de un elemento químico en los que los átomos tienen diferentes números de neutrones).

El estudio de Scientific Reports proporciona una explicación para esta aparente anomalía al demostrar que, en la parte exterior del disco protoplanetario, había una región donde se formaron planetesimales repetidamente a lo largo de toda la vida del disco, desde el momento cero hasta poco menos de cuatro millones de años más tarde.

“Podemos demostrarlo calculando los tiempos de formación de los cuerpos progenitores de los meteoritos, logrados mediante la combinación de modelos de evolución térmica con los datos termocronológicos medidos de los meteoritos”, añade Wladimir Neumann.

La formación de planetas en nuestro sistema solar abarcó varias etapas de acreción de planetesimales que se formaron en el disco protoplanetario durante los primeros millones de años a diferentes distancias del sol. Su diversidad química se refleja en grupos de meteoritos de composición variable procedentes de diferentes cuerpos progenitores. Existe un consenso general de que la ubicación de su formación está más o menos limitada por una dicotomía de anomalías de isótopos nucleosintéticos, que relacionan los cuerpos progenitores de meteoritos carbonosos (C) con el disco protoplanetario exterior y los cuerpos progenitores no carbonosos (NC) con un origen más cercano al sol.

Es una idea común que en estas partes internas de los discos protoplanetarios los procesos de acreción planetesimal eran más rápidos. Probar tales escenarios requiere limitar las edades de formación de los cuerpos progenitores de los meteoritos. Aunque la datación por edades isotópicas puede producir edades de formación precisas de los componentes minerales individuales de los meteoritos, dichas edades representan con frecuencia edades de enfriamiento de minerales que pueden ser posteriores a la formación de planetesimales en millones o decenas de millones de años, dependiendo de la historia de enfriamiento de los planetesimales individuales a diferentes profundidades.

Sin embargo, tales edades de enfriamiento proporcionan una historia térmica detallada que puede ajustarse mediante modelos de evolución térmica que limitan la edad de formación de los cuerpos originales individuales. Aquí aplicamos modelos de evolución térmica de última generación para limitar los tiempos de formación planetesimal, particularmente en la región de formación de meteoritos C del sistema solar exterior. Esto implica que los procesos de acreción en el reservorio de C comenzaron tan pronto como en el reservorio NC y estuvieron operando durante la vida útil típica del disco protoplanetario, produciendo así cuerpos parentales diferenciados con composiciones carbonosas además de cuerpos parentales de condritas de C indiferenciadas.

Los tiempos de acreción se correlacionan inversamente con el grado de alteración, metamorfismo o diferenciación de los meteoritos. Sin embargo, obviamente no se consumió todo el inventario de polvo en las primeras etapas de evolución del disco, por lo que debe haber habido algunos mecanismos de retraso, p. Destrucción por colisión de agregados precursores debido a altas velocidades de impacto inducidas por fenómenos de deriva radial. Sólo esta formación retrasada de planetesimales ricos en agua permitió que la Tierra acumulara suficiente agua para convertirse en un planeta habitable, evitando que fuera un planeta completamente seco.

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