NeoFronteras

Sobre el origen del agua terrestre

Área: Geología — Domingo, 15 de Noviembre de 2015

Un estudio contradice que el agua terrestre provenga de los cometas y asteroides.

Foto

En estas mañanas casi cálidas de este otoño boreal se pueden ver cómo las gotas de rocío titilan bajo los rayos del sol. No es la única manifestación de agua líquida que tenemos en la Tierra, pero la Tierra es el único planeta del Sistema Solar en presentar grandes cantidades de agua líquida superficial, incluyendo las supuestas salmueras de Marte.
Posiblemente tanto Venus como Marte también tuvieron agua en el pasado, pero la perdieron al poco tiempo de su formación. El problema es explicar el origen de toda esta agua.
Se sabe que en la nebulosa a partir de la cual se formó el Sistema Solar había grandes cantidades de agua. Los cometas, que no son más que los residuos de esta formación, son en gran parte agua helada.
Pero la formación de planetas, sobre todo en las cercanías del Sol, hace difícil la permanencia del agua, pues esta se evaporaría debido a las altas temperaturas.
Así que desde hace bastantes décadas se propuso que la Tierra no tendría agua al poco de formarse y que esta vino después debido al bombardeo de cometas y asteroides con gran contenido en agua.
Sólo hacía falta demostrar esta teoría. Bastaba con comparar la composición isotópica del hidrógeno del agua terrestre con la de los cometas.
Como todos sabemos, el hidrógeno, además de su forma más simple cuyo núcleo está compuesto por un protón se presenta en dos isótopos más: el deuterio y el tritio. Estos tienen respectivamente además de un protón un neutrón y dos neutrones. El tritio es muy inestable y no es primordial, por lo que lo ignoraremos de ahora en adelante.
Las misiones espaciales y las observaciones con telescopios han ido revelando que la composición isotópica del hidrógeno del agua terrestre y la de los cometas no coinciden. Es más, los cometas parecen tener gran variedad isotópica. Los partidarios de esta idea se lanzaron a proponer a las condritas carbonáceas (un tipo de asteroide) como origen del agua por tener una relación isotópica más favorable a la idea.
Los últimos estudios parecen indicar que gran parte del agua de la Tierra procede en su mayoría de la propia Tierra y que ya estaría aquí desde su formación.
Pero este no es un asunto fácil y está sujeto a debate. La realidad es que no conocemos la relación isotópica del agua de los océanos terrestres de hace miles de millones de años porque esta puede haber cambiado a lo largo del tiempo. Se ha asumido que la actual relación (la que se puede medir) es la misma que la que había hace tiempo.
Lydia Hallis (University of Glasgow) cree que la Tierra ha ido perdiendo en el espacio prioritariamente el isótopo más ligero de hidrógeno frente al deuterio mientras que ganaba deuterio de los cometas que han ido cayendo.
Esta investigadora y sus colaboradores fueron a buscar antiguos vestigios del agua de la Tierra primitiva para comprobar su relación isotópica. Los encontraron en la isla Baffin del norte de Canadá. Allí una erupción masiva produjo grandes cantidades de lava que se originó a partir de material del manto terrestre de hace 4500 millones de años. Esta lava se transformó en rocas basálticas que han estado protegidas de la intemperie. Estas rocas se conservan tan bien que contienen incluso átomos de helio, átomos que de otra manera se habría fugado a las altas capas de la atmósfera.
Así que analizaron los isótopos de hidrógeno contenidos en las inclusiones vítreas de estas rocas. Resultó que había una mayor cantidad de hidrógeno ligero que en los océanos terrestres. Es decir, un 22% menos de deuterio que en los mares.
Esto señala que la composición isotópica del agua de los océanos ha evolucionado a lo largo del tiempo. Algo que hasta ahora no se había logrado medir pese a que se creía que esta evolución era posible.
Esto sugiere además que el agua más profunda del manto será aún más rica en isótopos ligeros de hidrógeno, porque el magma, en su ascenso, se puede enriquecer de agua más pesada de la superficie que se ha introducido por subducción en el interior.
El estudio prácticamente elimina la idea de que fueran las condritas las que aportasen la mayor parte del agua terrestre, pues tienen una mayor cantidad de isótopos pesados de hidrógeno (deuterio).
El agua provendría directamente de la nebulosa que formó el Sistema Solar. Se puede saber la relación isotópica inicial de esta nebulosa a partir del hidrógeno de Júpiter, que se ha conservado muy bien todo este tiempo. Esta agua sería bastante ligera y pobre en deuterio con una relación parecida a la que se encuentra en las rocas analizadas de la isla Baffin.
Hasta ahora se creía que la nebulosa protoplanetaria interior era demasiado caliente como para poder contener agua. Sin embargo, ya se proponen mecanismos que permiten el enriquecimiento de agua mediante la absorción de partículas de polvo que permiten a una fracción del agua sobrevivir al proceso de formación planetario.
Quizás incluso hay otras posibilidades. ¿Era la protoestrella que dio origen al Sol fuera menos luminosa de lo que se cree y la nebulosa interior menos hostil por tanto al agua?
El caso es que, una vez la Tierra fue enfriándose, el vapor de agua surgiría de los volcanes y la actividad tectónica, generándose los océanos.
Obviamente, los cometas y asteroides pudieron aportar mediante impacto algo o bastante de agua, lo que indicaría que el agua terrestre no tendría una única fuente. Pero, además, y lo que es más importante, estos impactos habrían aportado elemento volátiles (carbono, nitrógeno, etc) y compuestos orgánicos.
Otra posibilidad, es que el agua viniera a bordo de asteroides de una clase desconocida aún no descubiertos o que ya hubieran desaparecido.
Hay algo interesante sobre todo esto. Si Lydia Hallis y sus colaboradores tienen razón, entonces no hacen falta bombardeos profusos de cometas o asteroides para aportar el agua sobre un planeta seco, sino que este conservaría el agua desde los tiempos de su formación. No hay razones que nos impidan pensar que algo similar pueda haber pasado en otros planetas y que muchos cuenten con océanos y, quizás, vida. Así que los planetas rocosos con agua propicios para la vida serían abundantes en el Universo.
Así que piense en todo esto, amigo lector, cuando vea brillar las gotas de rocío sobre la hierba estos días.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Foto: NeoFronteras.

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2 Comentarios

  1. tomás:

    A ver, si me aclaro: Tenemos la nebulosa protosistema con un % de deuterio menor que el agua superficial terrestre (medido con Júpiter). También el agua del manto con un % menor, (comprobado en Baffin). Así pues el % en el agua superficial terrestre es mayor de lo que le llega del manto y también de lo que le vino de su formación. Es muy razonable que haya cierto parecido entre esa característica de la nebulosa y la del manto. Entonces todo ese exceso en los mares, parece muy lógico que venga de que se ha ido perdiendo lo más ligero, como dice Lydia Hallis. Supongo que el proceso será: evaporación mayor del agua ligera, y descomposición en sus componentes en la alta atmósfera por acción de los UV. Por último el H2 ligero escapa incluso al espacio exterior.
    Supongo que interpreto bien.

    Por cierto, la fotografía, que parece ser el cráter de un volcán del que sale un borbotón de lava, es preciosa.

  2. NeoFronteras:

    Estiamdo Tomás:
    Interpreta bien. La fuga de hidrógeno ligero es tal y como comenta.

    Gracias por lo de la foto. Sí, es un cráter volcánico con la lava siendo expulsada a borbotones. Esta creaba cabellos de Pele en el aire.
    Se supone que la foto está para ilustrar la idea de ese origen volcánico del agua procedente del subsuelo una vez la superficie se hubo enfriado lo suficiente.

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