Las Rocas Lunares Revelan Una Historia Diferente Sobre Los Primeros Días De La Tierra

Las rocas lunares sugieren una historia diferente sobre los primeros días de la Tierra

Una colisión como la representación de este artista podría haber creado la Tierra y la luna, pero una nueva investigación está remodelando nuestra imagen del evento. Cortesía de NASA / JPL-Caltech

Hasta hace unos diez años, los científicos pensaban que tenían una idea bastante clara de cómo llegaron a coexistir la Luna y la Tierra. Luego, mediciones más precisas lo dejaron todo al descubierto, y los científicos todavía están luchando por reconciliarlos.

Como parte de ese esfuerzo, un equipo que incluía al cosmoquímico de UChicago, Nicolas Dauphas, realizó el estudio más grande hasta la fecha de los isótopos de oxígeno en las rocas lunares y encontró una pequeña pero medible diferencia en la composición de la Luna y la Tierra.

Publicada el 28 de marzo en Science Advances, la investigación propone que la Tierra adquirió la mayor parte de su agua durante la etapa principal de su crecimiento, lo que contradice una teoría popular.

La teoría más aceptada sobre el origen de la Luna especula que un objeto gigante se estrelló contra la proto-Tierra a la velocidad suficiente para que parte de ambos cuerpos se desprendiera y formara la Luna. La Tierra tiene un poco de la luna y la luna tiene más de la Tierra, pero en su mayoría serían objetos diferentes. Las primeras mediciones, muchas tomadas por el fallecido geoquímico de UChicago, Robert Clayton, no tenían la precisión suficiente para diferenciar la Luna y la Tierra.

Pero en la última década, dijo Dauphas, quedó claro que esta imagen no era del todo correcta. Los elementos pueden presentarse en diferentes formas, llamadas isótopos, y estos dan a los científicos pistas sobre el origen de la roca. A medida que mejoraron las formas de medir los isótopos, los científicos descubrieron sorprendentes similitudes entre la Luna y la Tierra. Conocida como la “crisis isotópica lunar”, esto fue un problema para la teoría principal de la formación lunar, porque es muy poco probable que los isótopos sean exactamente iguales para dos objetos aleatorios en el sistema solar.

Una nueva investigación muestra que el agua apareció mientras la tierra aún estaba creciendo

Se cree que meteoritos como estas condritas carbonáceas han entregado agua a la Tierra, pero una pregunta pendiente es cuándo. Un nuevo estudio apunta a la incorporación temprana de agua en la Tierra en crecimiento. (Imagen cortesía de Nicolas Dauphas).

“Esta, en mi opinión, es una de las preguntas más convincentes en la ciencia planetaria moderna”, dijo Dauphas, jefe del Laboratorio de Orígenes y profesor en el Departamento de Ciencias Geofísicas y el Instituto Enrico Fermi. “Ahora mismo está completamente abierto. Es sorprendente seguir preguntando esto “.

Una teoría para explicar los isótopos coincidentes fue un escenario en el que la proto-Tierra fue totalmente vaporizada por uno o más impactos gigantes, y tanto ella como la luna se formaron a partir de la nube. Pero una de las principales incertidumbres es que los científicos han llegado a diferentes conclusiones sobre cuán diferentes son los isótopos de oxígeno entre las rocas lunares y terrestres.

Buscando aclarar el problema, los investigadores midieron los isótopos de oxígeno de las rocas lunares y terrestres con una precisión extremadamente alta. Encontraron una diferencia muy pequeña, pero detectable, entre los isótopos entre los dos cuerpos.

Para explicar la coincidencia cercana, los autores recurren al agua. Una teoría popular es que la Tierra obtuvo la mayor parte de su agua después del gran impacto, ya que más objetos que contienen hielo golpean la Tierra como meteoritos. El término para describirlo es barniz tardío, lo que significa que el agua se entrega a la Tierra como barniz después de que la Tierra ha completado su crecimiento.

Pero si la mayor parte del agua de la Tierra se entregara a través de meteoritos posteriores, esto se habría mostrado como una diferencia isotópica mayor que la que midieron los investigadores, ya que los meteoritos que contienen agua tienen mezclas inusuales de isótopos de oxígeno.

Su modelo sugiere que solo del 5 al 30 por ciento de toda el agua de la Tierra habría llegado a través de meteoritos después del gran impacto.

Dauphas señaló que la imagen aún está evolucionando porque, dependiendo del elemento que mida, se podrían encontrar diferencias entre la luna y la Tierra. “Oxígeno, titanio, tungsteno, estos son los que todavía nos mantienen despiertos por la noche”, dijo.

La cuestión de cómo los planetas adquieren agua es interesante por varias razones, dijo Dauphas, incluida la búsqueda de exoplanetas distantes que podrían tener agua y, por lo tanto, un tipo de vida similar.

Richard Greenwood, de la Open University del Reino Unido, dirigió el estudio. Otros coautores procedían del British Antarctic Survey, el de Historia Natural de Londres, el Museo de la Universidad de Bretaña Occidental y el Centro de Investigación en Economía y Estadística de Francia.

Publicación: Greenwood, et al., “Evidencia isotópica de oxígeno para la acreción del agua de la Tierra antes de un impacto gigante de alta energía que forma la Luna”, Science Advances, 2018; DOI: 10.1126 / sciadv.aao5928

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