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La NASA halla nueva forma en que la Tierra pudo haber obtenido los elementos necesarios para la vida
La NASA halla nueva forma en que la Tierra pudo haber obtenido los elementos necesarios para la vida
NASA
Un grupo de científicos respaldados por la NASA ha proporcionado nueva información sobre cómo la Tierra primitiva pudo haber adquirido algunos de los elementos necesarios para que el planeta se volviera habitable. Los investigadores también sugieren que Júpiter habría cumplido una nueva función en la distribución de estos elementos a través del joven sistema solar. El estudio, publicado el 3 de junio en la revista Science Advances, examina esta historia mediante un análisis de la proporción de fósforo a nitrógeno presente en meteoritos de hierro y en objetos astronómicos más recientes conocidos como condritos.
El estudio sugiere que la Tierra adquirió su inventario de los elementos esenciales para la vida, el fósforo y el nitrógeno, principalmente del sistema solar interior, sin requerir una contribución significativa por parte de los condritos del sistema solar exterior".
Debjeet Pathak
Rice University
Formación de los sistemas planetarios
Nuestro sistema solar se formó hace más de 4.500 millones de años, a partir del gas y el polvo que giraban en torno al protosol. Este gas contenía las materias primas necesarias para la formación de planetas, lunas y, en última instancia, la vida tal como la conocemos. Dos elementos de particular importancia para la vida son el nitrógeno y el fósforo.
En las primeras etapas del sistema solar, el gas y el polvo se unieron para formar cuerpos conocidos como planetesimales. A medida que esos objetos orbitaban el joven Sol en este entorno caótico, los planetesimales colisionaron, dejando restos fragmentados y dispersos por todo el sistema. Con el tiempo, muchos de estos trozos se incorporaron a planetas y lunas. Otros fragmentos sobreviven hoy en día en forma de asteroides que siguen orbitando el Sol y, si han impactado contra la Tierra y han sido recuperados, en forma de meteoritos. Estos meteoritos ofrecen una ventana al sistema solar primitivo, en una época anterior a la existencia de la Tierra. Los condritos y los meteoritos de hierro son dos clases diferentes de estos meteoritos.
Como su nombre lo sugiere, los meteoritos de hierro son objetos densos y metálicos, compuestos principalmente por una aleación de hierro y níquel. Los condritos, por otro lado, son objetos rocosos y constituyen la mayoría de los meteoritos que se han hallado en la Tierra.
Cada tipo de meteorito se origina a partir de planetesimales que se formaron en diferentes momentos de nuestro sistema. La generación más antigua de planetesimales es el origen de los meteoritos de hierro. Los condritos provienen de una segunda generación de planetesimales que se formaron entre dos y tres millones de años más tarde.
La construcción de un planeta habitable
Comprender cómo se formó la Tierra y el momento de su formación es importante para los astrobiólogos que estudian cómo y cuándo nuestro planeta se volvió habitable para la vida tal como la conocemos. La joven Tierra necesitaba contar con un suministro de los ingredientes esenciales para la vida, incluyendo el nitrógeno y el fósforo, para que pudieran formarse las primeras células vivas.
Existe un debate entre los científicos acerca del origen de las reservas terrestres de los elementos esenciales para la vida. Algunas pruebas apuntan a que los condritos provenientes del sistema solar exterior viajaron hacia el interior del sistema para llegar a la Tierra en una etapa tardía del proceso de formación de nuestro planeta. Sin embargo, el nuevo estudio plantea una historia diferente.
Utilizando experimentos de laboratorio y modelos geoquímicos, el equipo reconstruyó un mapa de las tasas de fósforo a nitrógeno (P/N, por sus respectivos símbolos químicos en la tabla periódica) a través del sistema solar primitivo y encontró diferencias entre la primera generación de planetesimales (meteoritos de hierro) y la segunda (condritos).
Los experimentos y los modelos geoquímicos posteriores revelaron que la primera generación tenía una mayor tasa de P/N en el sistema solar exterior, y que dicha proporción iba disminuyendo hacia el sistema solar interior. Esta tendencia se invertía en la segunda generación de planetesimales, con mayores tasas de P/N en el sistema solar interior.
En nuestro propio sistema solar, la presencia y la historia del crecimiento de Júpiter parecen haber desempeñado, de hecho, un papel fundamental en la determinación de la distribución de los ingredientes químicos básicos necesarios para la existencia de mundos habitables".
Rajdeep Dasgupta
Rice University
La hipótesis es que, durante la formación de la primera generación de planetesimales, se produjo un flujo de material hacia el exterior que aumentó la tasa de P/N en el sistema solar exterior. Luego, apareció Júpiter.
A medida que Júpiter se formaba y alcanzaba un tamaño (y una influencia gravitatoria) colosal, el planeta restringió el movimiento del fósforo y el nitrógeno desde el sistema solar interior hacia el exterior. Esto significó que, cuando surgió la segunda generación de planetesimales, aquellos situados en el sistema solar interior quedaron con una proporción de P/N más elevada que sus primos situados más lejos hacia el exterior.
“En nuestro propio sistema solar, la presencia y la historia del crecimiento de Júpiter parecen haber desempeñado, de hecho, un papel fundamental en la determinación de la distribución de los ingredientes químicos básicos necesarios para la existencia de mundos habitables”, dijo Rajdeep Dasgupta, investigador de la Universidad Rice en Houston y autor sénior del estudio. “Sigue siendo una incógnita si es posible establecer un presupuesto de elementos esenciales para la vida, similar al de la Tierra, sin la presencia de un planeta como Júpiter en la población del sistema”.
Los modelos geoquímicos de acreción muestran, además, que la firma actual de la tasa de P/N de la Tierra se reproduce de manera más precisa con los planetesimales del sistema solar interior, ya sean aquellos relacionados con los meteoritos de hierro o los relacionados con los condritos.
“El estudio sugiere que la Tierra adquirió su inventario de los elementos esenciales para la vida, el fósforo y el nitrógeno, principalmente del sistema solar interior, sin requerir una contribución significativa por parte de los condritos del sistema solar exterior”, dijo Debjeet Pathak, autor principal del estudio y estudiante de posgrado en la Universidad de Rice.
Para obtener más información acerca de las investigaciones sobre astrobiología de la NASA, visita el sitio web (en inglés):
https://science.nasa.gov/astrobiology
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