Una nueva investigación ha revelado que un impacto gigante en Marte hace más de cuatro mil millones de años explicaría la inusual cantidad de elementos "amantes del hierro" en el Planeta Rojo.

Los planetas se forman cuando pequeños granos de polvo se pegan y se aglomeran con otros granos, conduciendo a cuerpos más grandes denominados "planetesimales". Estos planetesimales continúan chocando entre sí y son expulsados ​​del sistema solar, engullido por el sol, o formar un planeta. Este no es el final de la historia, ya que los planetas continúan acumulando material mucho después de haberse formado. Este proceso se conoce como acreción tardía, y ocurre cuando los fragmentos sobrantes de la formación planetaria llueven sobre los planetas jóvenes.

El científico planetario Ramon Brasser del Instituto de Tecnología de Tokio y el geólogo Stephen Mojzsis de la Universidad de Colorado, Boulder echó un vistazo más de cerca a un impacto colosal durante la acreción tardía de Marte que podría explicar la cantidad inusual de elementos metálicos raros en el manto de Marte. que es la capa debajo de la corteza del planeta. Su artículo recientemente publicado, "Un impacto colosal enriqueció el manto de Marte con metales nobles, "apareció en el diario Cartas de investigación geofísica .

Cuando los protoplanetas acumulan suficiente material, los metales como el hierro y el níquel comienzan a separarse y hundirse para formar el núcleo. Esto explica por qué el núcleo de la Tierra está compuesto principalmente de hierro, y se espera que los elementos que se unen fácilmente con el hierro también existan principalmente en el núcleo. Ejemplos de tales elementos 'amantes del hierro', conocidos como siderófilos, son de oro, platino e iridio, para nombrar unos pocos. Como Marte sin embargo, Hay más siderófilos en el manto de la Tierra de los que cabría esperar por el proceso de formación del núcleo.

"Los experimentos de alta presión indican que estos metales no deberían estar en el manto. A estos metales no les gusta estar disueltos en silicato y prefieren hundirse a través del manto hacia el núcleo de la Tierra". "Brasser le dice a la revista Astrobiology Magazine." El hecho de que los tengamos significa que deben haber llegado después de que el núcleo y el manto se separaron, cuando se hizo mucho más difícil para estos metales llegar al núcleo ".

Un artículo de 2016 de Brasser y sus colegas mostró de manera concluyente que un impacto gigante es la mejor explicación para la alta abundancia de elementos siderófilos de la Tierra.

La cantidad de siderófilos acumulados durante la acreción tardía debe ser proporcional a la "sección transversal gravitacional" del planeta. Esta sección transversal es efectivamente el punto de mira que un impactador 've' cuando se acerca a un planeta objetivo. La sección transversal gravitacional se extiende más allá del planeta mismo, ya que la gravedad del mundo dirigirá un objeto hacia él incluso cuando el objeto no estaba en curso de colisión directa. Este proceso se llama enfoque gravitacional.

El artículo anterior mostró que la Tierra tiene más siderófilos en el manto de lo que debería, incluso de acuerdo con la teoría de la sección transversal gravitacional. Los científicos explicaron esto mostrando que un impacto de un cuerpo del tamaño de la luna en la Tierra (además del evento que formó la luna) habría enriquecido el manto con suficientes siderófilos para explicar el valor actual.

Un impacto gigante temprano

El análisis de los meteoritos marcianos muestra que Marte acumuló otro 0,8 por ciento en masa (porcentaje en peso, o porcentaje en peso) de material a través de la acreción tardía. En el nuevo periódico, Brasser y Mojzsis muestran que para que Marte haya modificado su masa en aproximadamente un 0,8 por ciento en peso en un solo evento de impacto, se requirió un cuerpo de al menos 1, 200 kilómetros de diámetro.

Además, argumentan que tal impacto debería haber ocurrido en algún momento entre 4.5 y 4.4 mil millones de años. Los estudios de cristales de circón en antiguos meteoritos marcianos se pueden utilizar para fechar la formación de la corteza marciana antes de hace 4.400 millones de años. Como tal, un impacto gigante debería haber provocado el derretimiento generalizado de la corteza y un evento tan catastrófico debe haber ocurrido antes de que la evidencia de la corteza más antigua. Si el impacto ocurrió tan temprano en la historia del planeta como hace 4.500 millones de años, entonces los siderófilos deberían haber sido eliminados durante la formación del núcleo. Este historial proporciona restricciones firmes sobre cuándo ocurrió el impacto.

Comprender la acreción tardía no solo es importante para explicar la abundancia de siderófilos, sino también para poner un límite superior a la edad de la biosfera de la Tierra.

"Durante cada impacto, una pequeña parte de la corteza terrestre se derrite localmente, "dice Brasser." Cuando la acumulación es muy intensa, casi toda la corteza terrestre está fundida. A medida que disminuye la intensidad de la acreción, la cantidad de fusión de la corteza también disminuye. Argumentamos que el momento más temprano en que se puede formar una biosfera es cuando la acumulación es lo suficientemente baja como para que menos del 50 por ciento de la corteza esté fundida en un momento dado ".

La superficie de Marte también tiene una dicotomía inusual, lo que podría explicarse por un impacto gigante. El hemisferio sur existe como un antiguo terreno lleno de cráteres, y el hemisferio norte parece más joven y suave y fue influenciado por un extenso vulcanismo. Un impacto gigante también podría haber creado las lunas marcianas, Deimos y Phobos, aunque una teoría alternativa es que el altamente poroso Phobos podría ser un asteroide capturado.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de la revista Astrobiology Magazine de la NASA. Explore la Tierra y más allá en www.astrobio.net.