Un asteroide destrozado pudo haber bombardeado la Tierra hace 800 millones de años

Un estudio liderado por el Southwest Research Institute propuso que una violenta colisión en el cinturón de asteroides desencadenó una serie de impactos a través del sistema solar interior hace aproximadamente 800 millones de años. Los investigadores sugirieron que la ruptura del objeto progenitor que formó la familia de asteroides Eulalia envió grandes cantidades de escombros hacia la Tierra, la Luna y Marte. Este evento podría haber provocado cambios geológicos significativos en varios mundos y haber influido en el clima y la biosfera de la Tierra.

Impactos antiguos y la historia de la vida

El Dr. William Bottke, director ejecutivo de la división de Ciencia y Exploración del Sistema Solar en SwRI, comentó: "El papel que los impactos han tenido en la formación y evolución de la vida en nuestro sistema solar es poco conocido. La superficie altamente craterizada de la Luna es un recordatorio de los grandes impactos en el pasado de la Tierra, pero hasta ahora, solo el evento de impacto de Chicxulub hace 66 millones de años se ha vinculado fuertemente a un efecto específico en la vida, a saber, la extinción masiva de los dinosaurios".

El cráter de Chicxulub, que se encuentra enterrado bajo la península de Yucatán en México, está asociado con la extinción que acabó con todos los dinosaurios no aviares y muchas otras especies. Sin embargo, los impactos mucho más antiguos son más difíciles de reconstruir debido a la escasez de evidencia geológica de impactos que superen los 650 millones de años, ya que la superficie de la Tierra se altera y recicla constantemente.

Los volcanes crean nuevas rocas, la tectónica de placas remodela continentes y fondos oceánicos, y la erosión descompone gradualmente los paisajes expuestos. Estos procesos, en conjunto, borran o entierran muchos cráteres de impacto antiguos.

Para investigar estos capítulos perdidos de la historia de la Tierra, los científicos pueden estudiar los chaparrones de asteroides, que son períodos en los que fragmentos de una colisión importante impactan repetidamente en planetas y lunas del sistema solar interior. "Estos eventos raros, provocados por colisiones grandes y bien posicionadas en el cinturón de asteroides, bombardean todos los mundos del sistema solar interior", afirmó Bottke. "Por lo tanto, la evidencia preservada en la superficie estática de la Luna puede usarse para inferir lo que sucedió en la Tierra y Marte en tiempos antiguos".

La Luna preserva un registro antiguo de impactos

A diferencia de la Tierra, la Luna no tiene tectónica de placas activa, agua fluyendo o una atmósfera sustancial que borre rápidamente los cráteres antiguos. Su superficie, por lo tanto, sirve como un archivo mucho más completo de impactos antiguos. Investigaciones previas sugirieron que la Luna experimentó un aumento significativo en impactos grandes alrededor de hace 800 millones de años. Esta conclusión se basó en las edades estimadas de cráteres lunares importantes y las edades del vidrio de impacto recolectado durante las misiones Apollo.

El vidrio de impacto se forma cuando una colisión genera suficiente calor para fundir rocas. El material fundido se enfría y se convierte en vidrio, preservando pistas químicas y cronológicas que los científicos pueden utilizar para estimar cuándo ocurrió el impacto.

Aunque la evidencia lunar apuntó a un aumento de impactos, los investigadores aún necesitaban identificar un evento realista en el cinturón de asteroides que pudiera haberlo producido. "Nuestro equipo de forenses cósmicos utilizó modelos de colisión y dinámicos para vincular estos a la formación de la familia de asteroides Eulalia, cuando un objeto similar a un condrito carbonáceo primitivo colisionó con otro objeto", explicó Bottke. "La ubicación del asteroide progenitor fue clave: se rompió en el umbral de la resonancia de movimiento medio 3:1 con Júpiter".

Los condritos carbonáceos son meteoritos primitivos ricos en carbono que contienen algunos de los materiales más antiguos formados en el sistema solar. También pueden contener minerales que contienen agua y compuestos orgánicos.

Ruta de escape gravitacional de Júpiter

La región orbital descrita por Bottke se llama resonancia J3:1. En esta configuración, un asteroide gira alrededor del Sol tres veces durante cada órbita completa de Júpiter. Los empujones gravitacionales repetidos de Júpiter pueden desestabilizar gradualmente los asteroides en esta región, lo que hace que la resonancia actúe como una ruta de escape del cinturón principal de asteroides, empujando objetos hacia órbitas alargadas que cruzan las trayectorias de los planetas.

Muchos asteroides que actualmente se encuentran cerca de la Tierra se cree que han escapado del cinturón de asteroides a través de la región J3:1. Según las simulaciones, la posición del cuerpo progenitor de Eulalia hizo que su ruptura fuera especialmente significativa. Aproximadamente la mitad de los fragmentos ingresaron a la resonancia J3:1 casi de inmediato. La resonancia luego dispersó estos escombros planetarios a través del sistema solar interior, aumentando el número de impactos en la Luna, la Tierra, Marte y posiblemente otros mundos rocosos.

El bombardeo no terminó rápidamente. Durante los siguientes 100-150 millones de años, otro 25% de los fragmentos se movió gradualmente hacia la resonancia a través del efecto Yarkovsky. Este efecto es una fuerza sutil causada por el calor. Un asteroide absorbe luz solar y luego libera esa energía como radiación infrarroja. Debido a que el calor se emite de manera desigual, produce un pequeño empuje que puede cambiar lentamente la órbita del asteroide durante millones de años.

Un bombardeo a través del sistema solar interior

El modelado muestra que la ruptura de Eulalia podría explicar plausiblemente el aumento en cráteres lunares datados alrededor de hace 800 millones de años. También sugiere que la colisión pudo haber tenido efectos mucho más amplios en el sistema solar interior. La Tierra habría recibido muchos más impactos que la Luna debido a su mayor tamaño y gravedad más fuerte. Los investigadores estiman que por cada gran objeto que impactó en la Luna, aproximadamente veinte objetos de tamaño similar o mayor impactaron en la Tierra.

La mayor parte de la evidencia física de esos impactos ha desaparecido de la superficie terrestre. Sin embargo, el momento del bombardeo coincide con un período de enfriamiento generalizado y cambios biológicos importantes, lo que plantea la posibilidad de que los impactos afectaran el medio ambiente del planeta. El estudio no establece que el bombardeo de asteroides causara esos cambios, pero la coincidencia ofrece un objetivo atractivo para futuras investigaciones.

"Dado que el pico de este bombardeo coincide con un período de enfriamiento generalizado y cambios importantes en nuestra biosfera, es tentador sugerir que el primero produjo el segundo", indicó Bottke. "En Marte, estos impactos habrían desencadenado episodios sustanciales de temblor sísmico y pueden vincularse en el tiempo con un aumento de la actividad volcánica. Juntos, esto demuestra cómo ciertas colisiones catastróficas en el cinturón principal podrían haber tenido consecuencias de gran alcance para la historia de los planetas terrestres".

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