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| Yuan Li |
Los elementos volátiles, como el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno y el azufre (S), tienen una profunda importancia para la formación, la diferenciación y la habitabilidad de un planeta. Sin embargo, la Tierra actual, aunque rica en vida, contiene relativamente poca materia volátil. Este hecho ofrece numerosas pistas sobre la proliferación y la evolución del contenido volátil en los planetas terrestres.
En un estudio publicado en Nature Geoscience, un grupo de investigación dirigido por el profesor Wu Zhongqing, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia China de Ciencias, descubrió que, en el entorno de la nebulosa solar, la fusión y la evaporación del embrión protoplanetario son las principales causas de la falta de elementos volátiles en la Tierra.
Según investigaciones anteriores, la Tierra posee una ausencia considerable de elementos volátiles, en comparación con el sistema solar primitivo. Este fenómeno fue controvertido y se postularon varios mecanismos, como los meteoritos que transportan materia volátil o la evaporación durante la evolución de la Tierra. Los datos precisos sobre la proporción de isótopos de S cobraron protagonismo a raíz de ello. Sin embargo, dado que una gran cantidad de S se infiltró en el núcleo de la Tierra durante la diferenciación entre el núcleo y el manto, su proporción de isótopos en toda la Tierra ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo.
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| Efecto isotópico del azufre causado por su volatilización durante la fusión del embrión protoplanetario en su fase inicial y la formación de la luna. Crédito: Wang Wenzhong et al. |
En este estudio, con cálculos de primeros principios, los investigadores lograron medir el factor de fraccionamiento de isótopos de S entre el manto y el núcleo. De hecho, se comprobó que la diferenciación entre el núcleo y el manto era trivial para el fraccionamiento isotópico.
Empleando cálculos termodinámicos, los investigadores descubrieron que cuando el embrión protoplanetario se fundía, los isótopos pesados de S se volatilizaban en forma de hidrógeno sulfúrico, lo que concuerda con la baja proporción de isótopos de S en la Tierra. Además, descubrieron que una gran cantidad de S se perdió durante el impacto gigante que formó la Luna, dejando isótopos de S más ligeros para la Tierra.
El estudio muestra que inicialmente la Tierra era abundante en contenido volátil, y que fue la evaporación en etapas tempranas la que condujo a la composición actual de la Tierra. Proporciona nuevos conocimientos sobre el origen de la sustancia volátil en los planetas terrestres.
Fuentes, créditos y referencias:
Wenzhong Wang et al, Sulfur isotopic signature of Earth established by planetesimal volatile evaporation, Nature Geoscience (2021). DOI: 10.1038/s41561-021-00838-6