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La mayor parte del agua del Sistema Solar se formó en el espacio interestelar, antes de la formación del propio sistema.

El agua es muy importante en nuestro planeta. Sin agua la vida no sería posible en la Tierra. Está en nuestra atmósfera y en nuestros mares. Está en nuestros cuerpos y por debajo de la corteza terrestre. Pero no sabemos muy bien de dónde vino. Entender el origen del agua en la Tierra es también entender el origen de la vida.
Básicamente, ha habido dos teorías sobre el origen del agua. O bien el agua de formó junto a la Tierra o emanó de la misma o bien cayó a este planeta a bordo de cometas y asteroides. El primer caso es difícil explicar porque se supone que la Tierra estaba muy caliente al comienzo de su formación y el agua que pudiera haber desaparecería. Pero, de todos modos, sea del primer modo o del segundo, toda esa agua tuvo que venir de algún sitio previamente.
Hay agua por muchas partes del Sistema Solar, generalmente en los sitios más alejados del Sol. No solamente los cometas tienen hielo de agua, las lunas de los planetas gaseosos también tienen agua en grandes cantidades. En Marte hay hielo e incluso hay hielo en los sitios sombreados de la Luna o Mercurio. Sólo Venus parece carecer totalmente de agua. Aunque, dentro de nuestro Sistema Solar, el agua líquida sólo está presente en la Tierra.
Ahora un equipo de investigadores ha encontrado que la mayor parte del agua del Sistema Solar se formó en el espacio interestelar.
El interés que tienen los científicos por estudiar los cometas y pequeños asteroides es porque son como cápsulas del tiempo de la época de formación del Sistema Solar. El material que contienen ha sido muy poco alterado desde entonces, a diferencia de lo que pasó en los planetas. El análisis de estos materiales nos pueden decir muchas cosas sobre el origen del Sistema Solar y de la vida. Los isótopos de los elementos que componen el agua del hielo de esos cuerpos también.
El Sistema Solar se formó al igual que se forman otros sistemas planetarios, tal y como lo podemos ver ahora en otros lugares de la galaxia. La gravedad actúa en una nebulosa de gas y polvo interestelar y se va formando una protoestrella rodeada por un disco de acreción en donde, más tarde, se forman los planetas. Los planetas no son más que los subproductos de la formación de estrellas.
Lo que no se sabía era si el hielo en el disco protoplanetario se originaba de la propia nube de la que se formaba el Sol o si, en el proceso, el agua era dividida y luego se formaba de nuevo. Al fin y al cabo, el Sistema Solar joven era un sitio violento y lleno de radiación, por lo que quizás parte o todo el hielo previo se dividiría en sus constituyentes que participarían en otras reacciones químicas. Luego puede que el agua se sintetizara de nuevo.
Este asunto es importante porque en el caso de que fuera la primera de las posibilidades nos diría que las condiciones del disco permitirían la conservación de moléculas orgánicas prebióticas. Además, esto también ocurriría en otras formaciones de sistemas planetarios, por lo que la posibilidades de que hubiera vida en otros lugares aumentaría.
Pero si es la segunda posibilidad y el agua es el resultado de reacciones químicas locales durante la formación del Sol entonces puede que la abundancia de agua varíe mucho en otros lugares y las condiciones para la vida sean distintas.
El agua está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. En este estudio se han centrado en los isótopos de hidrógeno, que estables sólo hay dos: el hidrógeno normal con un protón como núcleo y el deuterio, con un núcleo compuesto por un protón y un neutrón. Como los isótopos pesan diferente (el deuterio pesa el doble que el otro) su comportamiento es distinto durante las reacciones químicas. La relación presente entre los dos isótopos permite deducir las condiciones bajo las cuales las moléculas de agua se formaron.
El deuterio se creo en el Big Bang y se gasta en las reacciones de fusión de las estrellas. Hay 26 átomos de deuterio por cada millón de átomos de hidrógeno normal en el Universo, pero es seis veces más abundante en el agua de la Tierra y de otros cuerpos del Sistema Solar. Cuando se formó el agua las reacciones en las que participaba el deuterio fueron un poco más rápidas que en las que participaba el hidrógeno normal. Pero el enriquecimiento en deuterio sólo se da en ciertas condiciones muy frías en las que hay oxígeno y cierta radiación ionizante.
Este grupo de investigadores puso a prueba la formación de agua en modelos de discos protoplanetarios hasta dar con las condiciones en las que la relación isotópica fuera la observada en las muestras de meteoritos, océanos terrestres y cometas. Según sus resultados al menos una parte significativa del agua del Sistema Solar no se sintetizó en la disco protoplanetario, sino que ya existía previamente a la formación del mismo. Lo que pasa es que, en el caso de que el agua se dividiera, el oxígeno sería atrapado en forma de monóxido de carbono congelado y tampoco habría suficiente radiación como para formar agua pesada (rica en deuterio) en la cantidad observada pese a las condiciones frías. Básicamente, el agua no volvería a formarse una vez dividida.
El hielo interestelar llegaría a los planetas, lunas y cometas intacto. La mitad del agua de los océanos terrestres y casi toda la de los cometas provendría de tiempos anteriores a la formación del Sistema Solar.
El agua tan importante para la vida sería más antigua que el Sol, lo que indicaría que el medio interestelar es rico en la misma y que se podría encontrar hielo rico en sustancias orgánicas en casi todos los sistemas planetarios jóvenes. Son buenas noticias para los buscadores de vida fuera de nuestro sistema: el agua puede mucho más común en otros sistemas de lo que creíamos.
Parte del agua del Sistemas Solar quizás se formó más tarde y otra parte del de la Tierra ha pasado por la fotosíntesis que lo divide en sus elementos constituyentes. La respiración celular vuelve a recombinar esos elementos en una relación isotópica quizás distintas. Pero si usted, amigo lector, se bebe un vaso de agua ahora sabe que la mitad es más antigua que el Sol y procede de pretéritas nubes interestelares. Parte de esa agua ahora formará parte de su cuerpo.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Ilustración: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO.