Un nuevo estudio ofrece nuevos datos sobre el origen extraterrestre del agua de la Tierra

Un nuevo estudio ofrece nuevos datos sobre cómo y cuándo llegaron a la Tierra cantidades tan masivas de agua que cubren el 71% de la superficie terrestre y descarta que procedan de meteoritos derretidos, según publican en la revista Nature.

Dirigidos por la profesora adjunta de Geología de la Universidad de Maryland (Estados Unidos) Megan Newcombe, los investigadores analizaron meteoritos fundidos que habían estado flotando en el espacio desde la formación del sistema solar hace 4.500 millones de años. Descubrieron que estos meteoritos tenían un contenido de agua extremadamente bajo; de hecho, se encontraban entre los materiales extraterrestres más secos jamás medidos.

Análisis de meteoritos fundidos

Estos resultados, que permiten a los investigadores descartarlos como fuente primaria del agua de la Tierra, podrían tener importantes implicaciones para la búsqueda de agua -y vida- en otros planetas. También ayuda a los investigadores a comprender las improbables condiciones que se alinearon para hacer de la Tierra un planeta habitable.

“Queríamos saber cómo consiguió agua nuestro planeta, porque no es del todo obvio -explica Newcombe-. Conseguir agua y tener océanos superficiales en un planeta que es pequeño y está relativamente cerca del Sol es todo un reto”.

El equipo de investigadores analizó siete meteoritos fundidos, o acondritas, que se estrellaron contra la Tierra miles de millones de años después de astillarse a partir de al menos cinco planetesimales (objetos que colisionaron para formar los planetas de nuestro sistema solar).

En un proceso conocido como fusión, muchos de estos planetesimales se calentaron por la desintegración de elementos radiactivos en la historia temprana del sistema solar, lo que provocó su separación en capas con corteza, manto y núcleo.

Dado que estos meteoritos cayeron en la Tierra recientemente, este experimento fue la primera vez que se midieron sus volátiles. El estudiante de geología de la UMD Liam Peterson utilizó una microsonda de electrones para medir sus niveles de magnesio, hierro, calcio y silicio, y luego se unió a Newcombe en el Laboratorio de la Tierra y los Planetas de la Institución Carnegie para la Ciencia para medir su contenido de agua con un instrumento de espectrometría de masas de iones secundarios.

Detección de agua

“El reto de analizar el agua en materiales extremadamente secos es que cualquier resto de agua terrestre presente en la superficie de la muestra o en el interior del instrumento de medición puede detectarse fácilmente, contaminando los resultados”, explica Conel Alexander, coautor del estudio y científico de la Institución Carnegie para la Ciencia.

Para reducir la contaminación, los investigadores cocieron primero las muestras en un horno de vacío a baja temperatura para eliminar el agua de la superficie. Antes de poder analizar las muestras en el espectrómetro de masas de iones secundarios, hubo que secarlas de nuevo.

“Tuve que dejar las muestras bajo una turbobomba -un vacío de gran calidad- durante más de un mes para eliminar el agua terrestre lo suficiente”, explica Newcombe.

Algunas de las muestras de meteoritos procedían del sistema solar interior, donde se encuentra la Tierra y donde se supone que las condiciones eran cálidas y secas. Otras muestras, más raras, procedían de los confines más fríos y helados de nuestro sistema planetario. Aunque en general se pensaba que el agua llegó a la Tierra desde el sistema solar exterior, aún no se ha determinado qué tipo de objetos pudieron haber transportado esa agua a través del sistema solar.

No todos contienen mucha agua 

“Sabíamos que muchos objetos del sistema solar exterior estaban diferenciados, pero se asumía implícitamente que, como procedían del sistema solar exterior, también debían contener mucha agua -apunta Sune Nielsen, coautora del estudio y geóloga de la Institución Oceanográfica Woods Hole-. Nuestro trabajo demuestra que no es así. En cuanto los meteoritos se funden, no queda agua”.

Tras analizar las muestras de meteoritos acondrita, los investigadores descubrieron que el agua constituía menos de dos millonésimas partes de su masa. En comparación, los meteoritos más húmedos -un grupo denominado condritas carbonáceas- contienen hasta un 20% de agua en peso, es decir, 100.000 veces más que las muestras de meteoritos estudiadas por Newcombe y sus coautores.

Esto significa que el calentamiento y la fusión de los planetesimales provocan una pérdida casi total de agua, independientemente de su lugar de origen en el sistema solar y de la cantidad de agua con la que comenzaron.

Newcombe y sus coautores descubrieron que, contrariamente a lo que se creía, no todos los objetos del sistema solar exterior son ricos en agua. Esto les llevó a concluir que el agua probablemente llegó a la Tierra a través de meteoritos no fundidos o condríticos.

Según destaca, sus hallazgos tienen aplicaciones que van más allá de la geología. Científicos de muchas disciplinas -y especialmente investigadores de exoplanetas- están interesados en el origen del agua de la Tierra por su profunda relación con la vida.

“Se considera que el agua es un ingrediente esencial para que la vida prospere, por lo que, a medida que nos adentramos en el universo y descubrimos todos estos exoplanetas, empezamos a averiguar cuáles de estos sistemas planetarios podrían albergar vida -explica-. Para poder entender estos otros sistemas solares, queremos entender el nuestro”.