Descubrimiento sorprendente desafía la historia del origen de la Tierra

La comunidad científica ha estado debatiendo durante mucho tiempo el origen del material que formó la Tierra. A pesar de que nuestro planeta se encuentra en el Sistema Solar interno, muchos investigadores habían propuesto que entre el 6 y el 40 por ciento de su material provino del Sistema Solar externo, más allá de Júpiter.

Esta hipótesis había sido fundamental para explicar cómo la Tierra adquirió sustancias volátiles como el agua. Si esos materiales provenían de regiones más distantes, entonces se debería haber producido un intercambio de materia entre las zonas internas y externas del Sistema Solar durante la formación de la Tierra.

Sin embargo, una nueva investigación ha desafiado esta visión. Los científicos planetarios Paolo Sossi y Dan Bower de ETH Zurich compararon mediciones existentes de relaciones isotópicas de una amplia gama de meteoritos, incluidos aquellos asociados con Marte y el asteroide Vesta, con la composición isotópica de la Tierra.

Los isótopos son átomos hermanos del mismo elemento que tienen diferente masa. Usando un nuevo enfoque para analizar estos datos, los investigadores llegaron a una conclusión sorprendente: el material que formó la Tierra provino enteramente del Sistema Solar interno.

El material del Sistema Solar externo parece representar menos del dos por ciento de la masa total de la Tierra, y posiblemente ninguno en absoluto. El estudio fue publicado en Nature Astronomy.

"Nuestros cálculos dejan claro: el material que compone la Tierra proviene de un único reservorio material", afirmó Sossi. Su colega Bower agregó: "Nos quedamos verdaderamente asombrados al descubrir que la Tierra está compuesta completamente de material del Sistema Solar interno, distinto de cualquier combinación de meteoritos existentes".

El equipo de ETH Zurich basó su análisis en mediciones existentes de diez sistemas isotópicos diferentes encontrados en meteoritos, mientras que estudios anteriores se habían centrado típicamente en solo dos sistemas isotópicos.

"Nuestros estudios son en realidad experimentos de ciencia de datos", explicó Sossi. "Realizamos cálculos estadísticos que rara vez se utilizan en geoquímica, aunque son una herramienta poderosa".

Los científicos han utilizado isótopos en meteoritos durante décadas para rastrear de dónde provienen los objetos celestes. Durante muchos años, los isótopos de oxígeno fueron la principal herramienta disponible para identificar ese origen. Sin embargo, esto cambió a principios de la década de 2010, cuando un investigador estadounidense demostró que isótopos de otros elementos, como el cromo y el titanio, también podían revelar dónde se formaron los meteoritos.

Este descubrimiento permitió a los científicos dividir los meteoritos en dos grupos amplios: los meteoritos no carbonáceos, que se formaron exclusivamente en el Sistema Solar interno, y los meteoritos carbonáceos, que contienen más agua y carbono y provienen del Sistema Solar externo.

Según el nuevo análisis, la Tierra está hecha completamente de material no carbonáceo. Los investigadores no encontraron evidencia del intercambio de material previamente propuesto entre los reservorios del Sistema Solar interno y externo.

Esto sugiere que la Tierra se formó en un entorno relativamente estable, incorporando gradualmente cuerpos planetarios más pequeños a medida que se desarrollaba. También significa que la mayoría de las sustancias volátiles, incluido el agua, debieron existir ya en el Sistema Solar interno.

¿Por qué el Sistema Solar joven terminó con dos reservorios distintos de material? Los científicos creen que Júpiter desempeñó un papel importante. A medida que el gigante gaseoso creció rápidamente, su enorme gravedad creó una brecha en el disco protoplanetario que rodeaba al joven Sol. Estos discos son anulares y consisten en gas y polvo; son el lugar de nacimiento de los planetas.

Se piensa que Júpiter actuó como una barrera, limitando el movimiento de material del Sistema Solar externo hacia la región interna. Sin embargo, hasta ahora, los científicos no sabían cuán efectiva era realmente esa barrera.

El nuevo análisis sugiere que muy poco material más allá de Júpiter llegó a la región donde se formó la Tierra. "Nuestros cálculos son muy robustos y se basan únicamente en los datos mismos, no en suposiciones físicas, ya que estas aún no se comprenden completamente", enfatizó Bower.

Los resultados también muestran que la composición material de la Tierra se asemeja a la de Marte y Vesta. Los investigadores sospechan que Mercurio y Venus podrían seguir el mismo patrón que la Tierra, Marte y Vesta. "Basado en nuestro análisis, podemos predecir teóricamente la composición de estos dos planetas", dijo Sossi.

Por el momento, sin embargo, esa predicción no puede ser probada directamente, ya que los científicos no disponen actualmente de muestras de roca de Mercurio o Venus que puedan analizarse de la misma manera.

Un nuevo misterio sobre el agua de la Tierra "Nuestros resultados arrojan nueva luz sobre la historia de formación de nuestra Tierra y de los otros planetas rocosos", concluyó Sossi. Sin embargo, los hallazgos también plantean una nueva pregunta importante: si la Tierra no recibió grandes cantidades de material rico en agua del Sistema Solar externo, los científicos deben explicar cómo pudo existir suficiente agua en el cálido Sistema Solar interno para eventualmente formar los océanos de la Tierra.

Sossi y su equipo planean investigar esa cuestión a continuación. También desean determinar si procesos similares podrían ocurrir en sistemas planetarios alrededor de otras estrellas. "Hasta entonces, sin embargo, Dan y yo tendremos que participar en muchos debates acalorados sobre la composición material de la Tierra y sus planetas vecinos, porque el discurso científico sobre los bloques de construcción de la Tierra está lejos de haber terminado, a pesar de los nuevos hallazgos", concluyó Sossi.