Planetas acuáticos tempranos: ¿Qué materiales usaban para construir?

Los datos de edad para ciertas clases de meteoritos han permitido obtener nuevos hallazgos sobre el origen de pequeños cuerpos astronómicos ricos en agua en el Sistema Solar temprano. Estos llamados planetesimales proporcionaron continuamente materiales de construcción para los planetas, también para la Tierra, cuyo material original contenía poca agua. La Tierra recibió su agua real a través de planetesimales, que surgieron a bajas temperaturas en el Sistema Solar exterior. El hielo estaba disponible allí como agua en estado sólido, a diferencia de los cuerpos pequeños que habían evolucionado antes y estaban demasiado calientes para eso, al estar más cerca del Sol. Los modelos computacionales realizados por un equipo de investigación internacional, con participación de científicos de la Tierra de la Universidad de Heidelberg, lo han demostrado sobre la base de los datos de edad, a partir de los cuales también pudieron leer la evolución térmica de los cuerpos parentales.

Los planetas de nuestro Sistema Solar se formaron junto con su estrella madre, y la Tierra hizo lo mismo, emergiendo hace unos 4.500 millones de años alrededor del Sol. Esto sucedió en la zona habitable, lo que significaba que el agua podía existir en forma líquida en su superficie. La Tierra, como otros planetas, también creció a partir de planetesimales. Emergen cuando grandes cantidades de partículas de polvo se acumulan en zonas de alta presión de varios miles de kilómetros de diámetro, y colapsan bajo su propia gravedad. “Estos cuerpos pequeños no solo proporcionaron los materiales de construcción para los planetas”, explica el Prof. Dr. Mario Trieloff, quien dirige el Laboratorio Klaus Tschira de Cosmoquímica en el Instituto de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Heidelberg. También son la fuente del agua de la Tierra, agrega el científico.

Las circunstancias bajo las cuales los planetesimales realmente se originaron en el Sistema Solar temprano, y si esto también fue posible durante períodos considerables de tiempo, no se han aclarado finalmente hasta ahora. La información importante en este sentido la proporcionan los datos de edad de ciertas clases de meteoritos, que en algún momento se separaron de pequeños planetas. En cooperación con colegas de Berlín, Bayreuth y Zurich (Suiza), los científicos de Heidelberg han derivado la evolución térmica y el punto de origen de los cuerpos madre a partir de estos datos. Muestran que algunos de los planetesimales se formaron muy rápidamente, es decir, en menos de dos millones de años. En ese caso, se calentaron tanto que se fundieron y perdieron todos los elementos volátiles, incluida su agua.

Otros planetesimales, de acuerdo con los hallazgos del estudio actual, surgieron más tarde a temperaturas más bajas en el Sistema Solar exterior; pudieron conservar parcialmente su agua unida en cristales. El hecho de que estos cuerpos pequeños también pudieran formarse continuamente en etapas posteriores del Sistema Solar es, según los científicos, debido a varios efectos de retraso que contrarrestan los mecanismos de origen rápido, por ejemplo, colisiones entre aglomerados de polvo (los materiales de construcción de planetesimales) que impidieron el crecimiento rápido de pequeños planetas.

“La Tierra acumuló estos pequeños planetas ricos en agua o sus fragmentos en forma de asteroides o meteoritos durante su proceso de crecimiento y esa es la única razón por la que no se convirtió en un planeta seco, hostil a la vida”, dice el Dr. Wladimir Neumann, primer autor del estudio, basado en investigaciones realizadas en la Universidad de Heidelberg, el Instituto de Investigación Planetaria del Centro Aeroespacial Alemán y el Instituto de Geodesia de la TU Berlín.

Dado que el origen de los planetesimales en sistemas planetarios extrasolares se basa en las mismas leyes físicas que en nuestro Sistema Solar, los científicos asumen que también podría haber planetas similares a la Tierra en otras regiones del espacio. Si han recibido agua de cuerpos pequeños en el transcurso de su historia evolutiva, podrían cumplir con las condiciones previas para el origen de la vida, según el Prof. Trieloff.

Los hallazgos de la investigación se publicaron en la revista Nature Scientific Reports. Participaron en las investigaciones científicos de la TU Berlín, el Centro Aeroespacial Alemán, la ETH Zurich (Suiza) y la Universidad de Bayreuth. La financiación de los estudios de investigación provino de la Fundación Alemana de Investigación, la Fundación Klaus Tschira y el Instituto Internacional de Ciencias Espaciales en Berna (Suiza) y Pekín (China).