Pistas sobre la pérdida de atmósfera terrestre debido al origen de la Luna

La Tierra podría haber perdido entre el 10 y el 60% de su atmósfera en la colisión que se cree que formó la Luna.

Una nueva investigación dirigida por la Universidad de Durham, Reino Unido, muestra cómo el alcance de la pérdida atmosférica dependería del tipo de impacto cósmico gigante que afectara a la Tierra.

Los investigadores realizaron más de 300 simulaciones por supercomputadora para estudiar las consecuencias que diferentes colisiones cósmicas enormes tienen sobre planetas rocosos con atmósferas delgadas.

Sus resultados han llevado al desarrollo de una nueva forma de predecir la pérdida atmosférica de cualquier colisión a través de una amplia gama de impactos cósmicos en planetas rocosos que podría ser utilizada por los científicos que están investigando los orígenes de la Luna u otros impactos gigantes.

También encontraron que los grandes impactos cósmicos lentos entre planetas jóvenes y objetos masivos podrían añadir una atmósfera significativa a un planeta si el impactador también tuviera mucha atmósfera. Los resultados se publicaron en la revista Astrophysical Journal Letters.

Se cree que la Luna se formó hace unos 4.500 millones de años tras una colisión cósmica entre la Tierra temprana y un impactador gigante, posiblemente del tamaño de Marte.

El autor principal de la investigación, el Dr. Jacob Kegerreis, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, dijo: "El rompecabezas sobre cómo se formó la Luna y las otras consecuencias de una colisión gigante con la Tierra primitiva es algo que los científicos están trabajando duro para desentrañar. Examinamos cientos de escenarios diferentes para muchos planetas en colisión, mostrando los diferentes impactos cósmicos y efectos en la atmósfera de un planeta dependiendo de un número de factores como el ángulo, la velocidad de impacto o el tamaño de los planetas. Aunque estas simulaciones por ordenador no nos dicen directamente cómo se formó la Luna, los efectos en la atmósfera de la Tierra podrían ser utilizados para reducir el número de las diferentes formas en que podría haberse formado y nos acercan a la comprensión del origen de nuestro vecino celestial más cercano".

Instantáneas de simulaciones tridimensionales de impactos cósmicos gigantescos que utilizan de 30 a 100 millones de partículas, coloreadas por su material o su energía interna, en relación con su temperatura. (Foto: Jacob Kegerreis, Durham University)

A principios de este año, un estudio inicial de la Universidad de Durham informó que los impactos cósmicos gigantescos que dominan las últimas etapas de la formación de los planetas pueden tener una amplia gama de consecuencias para los planetas jóvenes y sus atmósferas.

Ese estudio examinó las formas en que las atmósferas delgadas podrían ser eliminadas por objetos que impactan en diferentes ángulos y velocidades.

El último trabajo de los investigadores examina los efectos a través de una variedad mucho más amplia de impactos cósmicos ajustando el tamaño, la masa, la velocidad y el ángulo del objeto que impacta. También cambiaron la densidad del impactador y si estaba hecho de hierro, roca o ambos.

Las simulaciones revelaron los diferentes resultados cuando una o más de estas variables se modifican, dando lugar a la pérdida o ganancia atmosférica, o a veces a la aniquilación completa del planeta impactado.

El equipo de investigación también incluyó a científicos del Centro de Investigación Ames de BAERI/NASA y de la Universidad de Washington, EE.UU., y la Universidad de Glasgow, Reino Unido.

El coautor, Dr. Luis Teodoro, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Glasgow, y del Centro de Investigación Ames de BAERI/NASA, dijo: "Esta importante serie de simulaciones planetarias también arroja luz sobre el papel de los impactos cósmicos en la evolución de exoplanetas de tipo terrestre". (Fuente: NCYT Amazings)