Orígenes de las materias primas de las que se formó la Tierra

Dos estudios sobre elementos volátiles descubiertos en meteoritos aportan información nueva y reveladora sobre los orígenes de las materias primas de las que se formó la Tierra.

En dos estudios distintos, publicados en la revista académica Science, se ha conseguido identificar anomalías isotópicas nucleosintéticas en los elementos volátiles potasio y zinc presentes en meteoritos. Ello permite acotar las fuentes de las que provino el material del que se formó la Tierra. De acuerdo con ambos estudios, aproximadamente el 90% de la masa de la Tierra procede de material no carbonáceo de la zona del sistema solar cercana al Sol y alrededor del 10% de material de condrita carbonácea de la zona del sistema solar alejada del Sol. El depósito de condrita carbonácea proporcionó a la Tierra alrededor del 20% de su potasio y la mitad de su zinc. Ambos estudios indican que los elementos volátiles no se distribuyeron uniformemente en la nebulosa solar caliente que formó el sistema solar.

Las anomalías nucleosintéticas son pequeñas diferencias en las relaciones isotópicas de los elementos químicos, que se producen al formarse dichos elementos. Durante la formación del sistema solar, los elementos portadores de estas anomalías nucleosintéticas se condensaron desde la fase gaseosa hasta formar polvo sólido, que luego se incorporó a los meteoritos y a la Tierra y otros planetas de tipo terrestre (rocosos).

El material de las distintas partes del sistema solar primitivo heredó diversas anomalías nucleosintéticas. El origen del material que formó la Tierra puede determinarse midiendo las anomalías nucleosintéticas de los meteoritos. Sin embargo, las anomalías nucleosintéticas de los elementos volátiles (aquellos que se condensan a baja temperatura) han sido difíciles de medir, así que su origen no se ha podido determinar con exactitud.

Recreación artística de la Tierra en una época remota del pasado, no mucho después de su formación. (Ilustración: NASA’s Goddard Space Flight Center / Francis Reddy)

El equipo de Nicole Nie y Da Wang, ambos del Instituto Carnegie de Ciencia en Estados Unidos, midió tres isótopos de potasio (potasio 39, potasio 40 y potasio 41) en 32 meteoritos. Los investigadores hallaron anomalías nucleosintéticas en el isótopo potasio 40, que eran mayores y más variables en los meteoritos de condrita carbonácea que en los de material no carbonáceo. De acuerdo con los hallazgos, la proporción de anomalías nucleosintéticas del potasio 40 de las rocas terrestres coincide estrechamente con la de las de material no carbonáceo, lo que sugiere que la mayor parte del potasio de la Tierra fue aportado por material no carbonáceo y menos del 20% por material de condrita carbonácea.

Este estudio se titula “Meteorites have inherited nucleosynthetic anomalies of potassium-40 produced in supernovae”.

En otro estudio, el equipo de Rayssa Martins y Sven Kuthning, ambos del Imperial College de Londres en el Reino Unido, se centró en otro elemento volátil, el zinc. Los autores del estudio analizaron los 5 isótopos estables del zinc en 18 meteoritos. Identificaron anomalías nucleosintéticas en los isótopos de zinc que difieren entre los meteoritos de condrita carbonácea y de material no carbonáceo. Al compararlos con la firma isotópica del zinc terrestre, los hallazgos de Martins, Kuthning y sus colegas sugieren una fuente mixta del elemento. Los autores del estudio calculan que aproximadamente el 10% de la masa total de la Tierra procede de meteoritos de condrita carbonácea, incluido el 50% de su zinc. Dichos hallazgos indican que el material de condrita carbonácea procedente de la periferia del sistema solar pudo contribuir sustancialmente a incrementar la presencia en la Tierra de los demás elementos volátiles de la Tierra.

Este estudio se titula “Nucleosynthetic isotope anomalies of zinc in meteorites constrain the origin of Earth’s volatiles”. (Fuente: AAAS)