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    ¿Por qué hay diferentes sabores de hierro alrededor del Sistema Solar?

    Una imagen de microscopio electrónico de barrido de uno de los experimentos en el artículo de Elardo y Shahar que muestra un metal semiesférico (que representa un núcleo) junto a un gris, silicato templado (que representa un océano de magma). Crédito:Stephen Elardo.

    Un nuevo trabajo de Stephen Elardo y Anat Shahar de Carnegie muestra que las interacciones entre el hierro y el níquel bajo presiones extremas y temperaturas similares a las del interior de un planeta pueden ayudar a los científicos a comprender el período en la juventud de nuestro Sistema Solar cuando se formaban los planetas y se crearon sus núcleos. Sus hallazgos son publicados por Naturaleza Geociencia .

    La Tierra y otros planetas rocosos se formaron a medida que la materia que rodeaba a nuestro joven Sol se acumulaba lentamente. En algún momento de los primeros años de la Tierra, su núcleo se formó a través de un proceso llamado diferenciación, cuando los materiales más densos, como el hierro, hundido hacia adentro hacia el centro. Esto formó la composición en capas que tiene el planeta hoy, con un núcleo de hierro y un manto y corteza superior de silicato.

    Los científicos no pueden tomar muestras de los núcleos de los planetas. Pero pueden estudiar la química del hierro para ayudar a comprender las diferencias entre el evento de diferenciación de la Tierra y cómo probablemente funcionó el proceso en otros planetas y asteroides.

    Una clave para investigar el período de diferenciación de la Tierra es estudiar las variaciones en los isótopos de hierro en muestras de rocas y minerales antiguos de la Tierra. así como de la Luna, y otros planetas o cuerpos planetarios.

    Cada elemento contiene un número único y fijo de protones, pero el número de neutrones en un átomo puede variar. Cada variación es un isótopo diferente. Como resultado de esta diferencia de neutrones, los isótopos tienen masas ligeramente diferentes. Estas ligeras diferencias significan que algunos isótopos son preferidos por ciertas reacciones, lo que da como resultado un desequilibrio en la proporción de cada isótopo incorporado en los productos finales de estas reacciones.

    Un misterio sobresaliente en este frente ha sido la variación significativa entre las proporciones de isótopos de hierro que se encuentran en muestras de lava endurecida que brotó del manto superior de la Tierra y muestras de meteoritos primitivos. asteroides, la luna, y Marte. Otros investigadores habían sugerido que estas variaciones fueron causadas por el impacto del gigante que forma la Luna o por variaciones químicas en la nebulosa solar.

    Elardo y Shahar pudieron usar herramientas de laboratorio para imitar las condiciones que se encuentran en el interior de la Tierra y otros planetas con el fin de determinar por qué las proporciones isotópicas de hierro pueden variar en diferentes condiciones de formación planetaria.

    Descubrieron que el níquel es la clave para desvelar el misterio.

    En las condiciones en las que la Luna, Marte, y se formaron los núcleos del asteroide Vesta, las interacciones preferenciales con el níquel retienen altas concentraciones de isótopos de hierro más ligeros en el manto. Sin embargo, bajo las condiciones más calientes y de mayor presión esperadas durante el proceso de formación del núcleo de la Tierra, este efecto níquel desaparece, que puede ayudar a explicar las diferencias entre las lavas de la Tierra y otros cuerpos planetarios, y la similitud entre el manto de la Tierra y los meteoritos primitivos.

    "Todavía hay mucho que aprender sobre la evolución geoquímica de los planetas, ", Dijo Elardo." Pero los experimentos de laboratorio nos permiten sondear a profundidades que no podemos alcanzar y comprender cómo se formaron y cambiaron los interiores planetarios a través del tiempo ".


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