La mitad del nitrógeno de la Tierra puede ser de cosecha propia

Un nuevo análisis de meteoritos de hierro revela una firma isotópica distinta que sugiere que el nitrógeno estaba presente alrededor de la Tierra primitiva.

Generalmente se cree que el nitrógeno, el carbono y el agua, los ingredientes clave para la vida, llegaron a la Tierra desde los confines del Sistema Solar. Los investigadores ahora han encontrado evidencia de que hasta la mitad del nitrógeno de la Tierra podría haber venido de mucho más cerca de casa. Este hallazgo puede cambiar la forma en que vemos cómo se formó la vida en nuestro Sistema Solar y cómo puede formarse en otros.

Nuestro Sistema Solar comenzó como nubes de gas y polvo en un disco giratorio. En el centro del remolino, la mayor parte del material formó el Sol. Más lejos, la materia se acumuló y formó los núcleos de los planetas que conocemos hoy. Tradicionalmente, se pensaba que elementos volátiles como el nitrógeno y el carbono se habían condensado en los confines exteriores del disco. Esto es más allá de la órbita del Júpiter actual. Entonces los meteoroides los habían llevado a los planetas interiores.

En la última década, los científicos descubrieron que los meteoritos de la Tierra se pueden dividir en dos categorías distintas. Los que provienen de la parte interna del Sistema Solar y otros que provienen de más allá de Júpiter. Un nuevo análisis reveló que los isótopos de elementos no volátiles (como molibdeno, tungsteno) en estos meteoritos también se dividen entre las categorías «internos» y «externos».

Damanveer Grewal de Rice University, es el autor principal de un nuevo estudio sobre el origen del nitrógeno en la Tierra. Él estaba considerando el destino de los elementos volátiles en el Sistema Solar temprano cuando encontró datos de isótopos de nitrógeno en meteoritos de hierro. Los meteoritos de hierro son restos de protoplanetas, los núcleos no desarrollados de planetas que nunca se formaron por completo. Se formaron dentro de los 300.000 años posteriores al origen del Sistema Solar, ya que los planetas apenas comenzaban a nuclearse. Grewal pensó que los meteoritos de hierro podrían servir como proxy de las semillas de los planetas actuales. Eso lo ayudaría a descubrir pistas sobre cómo les fue a los elementos esenciales de la vida desde el principio.

Rastreando la historia del nitrógeno

Grewal analizó los datos de isótopos de nitrógeno en los meteoritos. “Lo que encontré en esta etapa fue extremadamente impactante”, dijo. Los isótopos de nitrógeno de los meteoritos se clasificaron en las mismas categorías internas y externas que los elementos no volátiles. «Esto era demasiado bueno para ser verdad.»

Los meteoritos de hierro de la parte exterior del disco eran ricos en el isótopo nitrógeno-15, y los de la parte interior eran ricos en nitrógeno-14. Esto implica que el nitrógeno estaba presente en la parte interior del disco cuando la Tierra era joven. Esto sugiere que no todo el nitrógeno de la Tierra proviene del Sistema Solar Exterior. Resultado que Grewal y sus colegas informaron en su artículo publicado en ‘Nature Astronomy‘.

“Así que las semillas de los protoplanetas nunca empezaron libres de volátiles; siempre tuvieron sustancias volátiles”, dijo Grewal. Es probable que el nitrógeno estuviera presente en algún tipo de material orgánico con resistencia a altas temperaturas.

Estos hallazgos desafían la idea tradicional de que los volátiles como el nitrógeno y el agua se trajeron del Sistema Solar Exterior, dijo Sebastiaan Krijt. Él es un Astrofísico de la Universidad de Exeter que no participó en el estudio. La proporción de isótopos de nitrógeno de la Tierra se encuentra entre la de los reservorios del Sistema Solar Interno y Externo. “Esto sugiere, de hecho, que tanto como la mitad del presupuesto del nitrógeno actual de la Tierra puede haberse obtenido localmente. Estaba presente en forma de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno y / o polvo».

Krijt dijo que es importante comprender si los procesos responsables de traer los ingredientes para la vida a la Tierra fueron solo una suerte o, comunes. Esta segunda circunstancia es la que sugiere este estudio. “Arroja luz sobre la frecuencia con la que esperamos que surjan condiciones similares en planetas rocosos en otros sistemas planetarios”.

Fuente: Eos, Magazine of the American Geophysical Union (AGU).

Artículo original: «Half of Earth’s Nitrogen May Be Homegrown«. Lakshmi Supriya. March 3, 2021.

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