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| Impresión artística de la formación de la Tierra: a partir de asteroides condríticos, a la izquierda, y de planetesimales, a la derecha. Crédito: ETH Zurich |
Los científicos llevan mucho tiempo estudiando la Tierra, pero algunas preguntas siguen sin respuesta. Un equipo internacional de investigación dirigido por la ETH de Zúrich y el Centro Nacional de Competencia en Investigación PlanetS propone una nueva respuesta a la pregunta: cómo se formó la Tierra.
La teoría predominante sugiere que la Tierra se formó a partir de asteroides condríticos. Se trata de bloques de roca y metal relativamente pequeños y sencillos que se formaron en los primeros tiempos del sistema solar. Sin embargo, el problema de esta teoría es que ninguna mezcla de estas condritas puede explicar la composición exacta de la Tierra, que es mucho más pobre en elementos ligeros y volátiles como el hidrógeno y el helio de lo esperado.
A lo largo de los años, se han propuesto numerosas teorías para explicar esta disparidad. Por ejemplo, se propuso que los objetos que posteriormente se convirtieron en la Tierra colisionaron y produjeron un tremendo calor. Los componentes ligeros se vaporizaron, dejando el planeta con su composición actual.
El autor principal del estudio, Paolo Sossi, catedrático de Planetología Experimental de la ETH de Zúrich, declaró: "Los isótopos de un elemento químico tienen todos el mismo número de protones, aunque diferente número de neutrones. Los isótopos con menos neutrones son más ligeros y, por tanto, deberían poder escapar más fácilmente. Si la teoría de la vaporización por calentamiento fuera correcta, hoy encontraríamos en la Tierra menos isótopos ligeros que en las condritas originales. Pero eso es precisamente lo que no muestran las mediciones de isótopos".
Los científicos, en este nuevo estudio, buscaron otra solución.
Sossi explica: "Los modelos dinámicos con los que simulamos la formación de los planetas muestran que los planetas de nuestro sistema solar se formaron progresivamente. Pequeños granos crecieron con el tiempo hasta convertirse en planetesimales del tamaño de un kilómetro al acumular más y más material gracias a su atracción gravitatoria."
"Al igual que las condritas, los planetesimales son también pequeños cuerpos de roca y metal. Pero a diferencia de las condritas, se han calentado lo suficiente como para diferenciarse en un núcleo metálico y un manto rocoso."
"Es más, los planetesimales formados en distintas zonas alrededor del joven Sol o en distintos momentos pueden tener composiciones químicas muy diferentes. La cuestión es si la combinación aleatoria de diferentes planetesimales da lugar a una composición que coincide con la de la Tierra".
Los científicos realizaron simulaciones en las que decenas de miles de planetesimales colisionaban en el sistema solar primitivo para averiguarlo. Los modelos se crearon de forma que permitieran la reproducción gradual de los cuatro planetas rocosos, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Las simulaciones demuestran que la composición de la Tierra podría ser el resultado de una combinación de numerosos planetesimales. Además, el resultado estadísticamente más probable de los modelos es la composición de la Tierra.
Sossi recuerda: "Aunque lo habíamos sospechado, este resultado nos pareció muy notable. Ahora no sólo tenemos un mecanismo que explica mejor la formación de la Tierra, sino que también tenemos una referencia para explicar la formación de los demás planetas rocosos."
"El mecanismo podría utilizarse, por ejemplo, para predecir cómo difiere la composición de Mercurio de la de los demás planetas rocosos. O cómo podrían estar compuestos los exoplanetas rocosos de otras estrellas".
"Nuestro estudio demuestra lo importante que es tener en cuenta tanto la dinámica como la química cuando se intenta comprender la formación planetaria. Espero que nuestros hallazgos conduzcan a una colaboración más estrecha entre los investigadores de estos dos campos."
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: ETH Zurich