Crédito Imagen: Willgard Krause en Pixabay (dominio público).
El origen del agua en la Tierra: un largo debate
Hasta la fecha, la Tierra es el único objeto planetario que se sabe que tiene grandes cuerpos de agua líquida (H 2 O) en su superficie. El agua es fundamental para sustentar la vida tal como la conocemos, ya que cada organismo de nuestro planeta necesita agua para sobrevivir. Incluso nuestros propios cuerpos humanos están compuestos por un 60-70% de agua. Sin embargo, el origen del agua de la Tierra se ha debatido durante mucho tiempo.
Una de las hipótesis: los planetas rocosos adquirieron el agua de otra parte
En el Sistema Solar temprano, la Tierra estaba mucho más cerca del Sol. En este escenario, muchos científicos creen que las condiciones habrían sido demasiado calientes para que los objetos rocosos retuvieran el agua. Al secarse «al horno» por el calor del Sol, estos objetos rocosos de formación temprana, por lo tanto, probablemente adquirieron su agua de otra parte.
Buscando una «huella digital química» del origen del agua
Los asteroides y / o cometas ricos en agua del Sistema Solar exterior se han sugerido como fuentes del agua de la Tierra y la Luna. Un enfoque para rastrear (o «huellas digitales químicas») el origen del agua es mediante la aplicación de la geoquímica de isótopos de hidrógeno. En el agua (H 2O), los átomos de hidrógeno existen en diferentes formas: una variedad pesada (D) y una variedad ligera (H). Estas variaciones existen debido a diferencias en el número de neutrones en el átomo de hidrógeno. Las diferentes variedades de hidrógeno no se convierten fácilmente entre sí. Entonces la proporción del isótopo pesado al isótopo ligero, (D / H), puede actuar como una huella química del origen del agua. Comparando las huellas digitales D / H del agua en otros cuerpos rocosos con la del agua terrestre, comprenderemos mejor el origen del agua de la Tierra.
Un cometa con una huella digital igual a la de los Océanos de la Tierra
Los objetos rocosos de nuestro Sistema Solar tienen una amplia gama de valores D / H. Sin embargo, un estudio reciente de 2019 realizado por Dariusz Lis y sus coautores informó un valor D / H del cometa 46P / Wirtanen que coincidía intrigantemente con el valor D / H de los océanos de la Tierra. Esta similitud indicó el potencial de que este tipo de cometas sea la fuente del agua de la Tierra.
Desafiando la primera hipótesis. Lo que nos dice una clase de meteoritos: las condritas estatita
Sin embargo, un estudio reciente de 2020 de Laurette Piani y sus coautores ofrece una perspectiva diferente. Desafía la idea de que el agua llegó relativamente tarde a la Tierra a partir de materiales (por ejemplo, cometas, asteroides) procedentes del Sistema Solar exterior. Los autores estudiaron un grupo de meteoritos conocidos como condritas enstatita (EC). Algunos científicos han sugerido que en el Sistema Solar temprano fue este grupo particular de meteoritos el que se acumuló para formar la Tierra . En Piani et al. (2020), el grupo de la EC ahora también se propone como contribuyentes potenciales al agua de la Tierra. Esto se basa en datos isotópicos de hidrógeno recién adquiridos de 13 de estos meteoritos EC. Los resultados implican que la entrega de materiales «ricos en agua» a la Tierra desde el Sistema Solar exterior puede no ser necesaria después de todo.
En comparación con la composición de hidrógeno de los océanos de la Tierra, se demostró que los meteoritos EC estudiados tenían una huella química diferente. Pero se encontró que eran similares a la del manto de la Tierra . Estas similitudes en la composición son consistentes con trabajos previos sobre otros tipos de meteoritos condrita. Estos últimos también han demostrado tener una composición similar al manto de la Tierra.
Los meteoritos CE son los únicos con las huellas digitales isotópicas de hidrógeno y nitrógeno del manto de la Tierra.
Curiosamente, sin embargo, las CE se distinguen de estos otros grupos de meteoritos por las correspondientes huellas químicas de nitrógeno, ya que el grupo de meteoritos CE es el único grupo de meteoritos que puede dar cuenta de las huellas digitales isotópicas de hidrógeno y nitrógeno del manto de la Tierra. En conjunto, esto implica que los meteoritos CE juegan un papel importante en el establecimiento de la composición del manto de la Tierra.
Conclusiones
No se puede descartar la contribución al agua de la Tierra de otros materiales extraterrestres, quizás del Sistema Solar exterior. El trabajo de Piani et al. (2020) indica que la fuente del agua terrestre puede haberse originado más cerca de casa de lo que se pensaba.
Fuente: Geobites.
Artículo original: «Rastrear el origen del agua de la Tierra con meteoritos«. Claire McLeod. Artículo con licencia CC BY-SA 4.0.
Material relacionado
El tema del origen del agua en la Tierra es uno de los temas centrales en Planetología, abierto a estudio. Tiene importantes implicancias en la búsqueda de vida en exoplanetas rocosos.
Los siguientes artículos pretenden dar al lector, un pantallazo sobre este apasionante tema y la diversidad de planteos existentes en la búsqueda de una respuesta.
El Agua de la Tierra proviene del polvo espacial existente durante la formación planetaria.
Un nuevo análisis de lavas provenientes del Manto profundo indica, que fueron las partículas de polvo con agua adsorbida las que dieron orígen al agua terrestre durante el proceso de formación del planeta, y no los bombardeos de cometas helados, asteroides u otros cuerpos.
Este primer artículo sugiere una de las posibilidades al respecto, y contiene en el apartado “Material relacionado” una selección de importantes recursos sobre el tema:
- El Agua de la Tierra proviene del polvo espacial existente durante la formación planetaria. Carlos Costa. Diciembre 29, 2015.
Las observaciones de SOFIA alimentan el debate sobre el origen de los océanos de la Tierra
Crédito: NASA / SOFIA / L. Cocinar / L. Proudfit.
En el modelo estándar de la nebulosa protosolar, la temperatura en la zona de formación de planetas terrestres era demasiado alta para que sobreviviera el hielo de agua. En consecuencia, la Tierra se secó y el agua actual tuvo que ser entregada en una fase posterior, junto con los orgánicos, por fuentes externas como cometas o asteroides.
- SOFIA Observations Fuel Debate about the Origin of the Earth’s Oceans. Darek Lis, Dominique Bockelée-Morvan, and Rolf Güsten. SOFIA Science Center. Mayo 23, 2019.
La formación de la Luna trajo agua a la Tierra
La primera fotografía «Earthrise» en blanco y negro tomada por el Astronauta William Anders de Apolo 8, el 24 de Diciembre de 1968. Un reprocesamiento actual de esta imagen, reproduce la posición y orientación de la nave espacial Apolo 8 cuando se tomó la foto. Puede verse en el siguiente video.
Créditos: NASA / Ernie Wright. Science Visualization Studio/NASA Goddard.
La Tierra es única en nuestro Sistema Solar. Es el único planeta rocoso con una gran cantidad de agua y una luna relativamente grande, que estabiliza el eje de la Tierra. Ambos fueron esenciales para que la Tierra desarrollara la vida.
Planetólogos de la Universidad de Münster han podido demostrar, por primera vez, que el agua llegó a la Tierra con la formación de la Luna. Esto ocurrió hace unos 4.400 millones de años. La Luna se formó cuando la Tierra fue golpeada por un cuerpo del tamaño de Marte, también llamado Theia. Hasta ahora, los científicos habían asumido que Theia se originó en el Sistema Solar Interior cerca de la Tierra. Sin embargo, los investigadores ahora pueden demostrar que Theia proviene del Sistema Solar Exterior y que entregó grandes cantidades de agua a la Tierra. La publicación siguiente lo muestra:
- Formation of the moon brought water to earth. University of Münster. Mayo 20, 2019.
Océanos desde el cielo
Una pieza ahora clásica de la literatura sobre el tema, es el excelente artículo de dos conocidos investigadores cuya introducción presento a continuación.
«De pie en la playa, observando las olas llegar desde el horizonte
es fácil ver el océano como algo intemporal. Nuestros ancestros
ciertamente lo hicieron. En numerosos mitos de la creación, estaba presente un abismo acuático antes de la aparición de la tierra e incluso la luz. Hoy nos damos cuenta de que el océano global de la Tierra no ha existido desde siempre. Su agua, así como cada gota de lluvia, cada ráfaga de aire húmedo y cada sorbo de tu taza es un recuerdo de hace eones. De cuando los mares literalmente cayeron del cielo».
- Oceans from the Skies. David Jewitt & Edward Young. Scientific American, 2015 March issue, pages 36 – 43.
Otros Excelentes artículos:
- Where did Earth’s water come from? Nola Taylor Redd. Published: Monday, April 1, 2019 . Astronomy Magazine 2019 May issue.
- How did the Earth get its water? Asteroid sample gives a surprising answer. Monica Grady, Professor of Planetary and Space Sciences, The Open University. The Conversation. May 1, 2019.
- Volcanic rock hints at source of Earth’s water. Hydrogen isotopes suggest that some water was present when the planet formed. Chris Cesare. Nature Reviews. 12 November 2015.
El siguiente artículo aborda el tema y examina las misiones espaciales “en la mesa de dibujo”, propuestas por las distintas Agencias Espaciales a asteroides especialmente seleccionados.
- Searching for the Origins of Earth’s Water. Van Kane • The Planetary Society. September 17, 2015.