Por muchos motivos, Venus a veces se conoce como "gemelo de la Tierra" (o "planeta hermano, "dependiendo de a quién le preguntes). Como la Tierra, es de naturaleza terrestre (es decir, rocosa), compuesto por minerales y metales de silicato que se diferencian entre un núcleo de hierro-níquel y un manto y corteza de silicato. Pero cuando se trata de sus respectivas atmósferas y campos magnéticos, nuestros dos planetas no podrían ser más diferentes.

Durante algún tiempo, Los astrónomos han luchado por responder por qué la Tierra tiene un campo magnético (que le permite retener una atmósfera espesa) y Venus no. Según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos, puede tener algo que ver con un impacto masivo que ocurrió en el pasado. Dado que Venus parece nunca haber sufrido tal impacto, nunca desarrolló la dínamo necesaria para generar un campo magnético.

El estudio, titulado "Formación, estratificación, y mezcla de los núcleos de la Tierra y Venus, "apareció recientemente en la revista científica Letras planetarias de la tierra y la ciencia . El estudio fue dirigido por Seth A. Jacobson de la Universidad Northwestern, e incluyó a miembros del Observatorio de la Côte d "Azur, la Universidad de Bayreuth, el Instituto de Tecnología de Tokio, y la Carnegie Institution de Washington.

Por el bien de su estudio, Jacobson y sus colegas comenzaron a considerar cómo se forman los planetas terrestres en primer lugar. Según los modelos de formación planetaria más aceptados, Los planetas terrestres no se forman en una sola etapa, sino de una serie de eventos de acreción caracterizados por colisiones con planetesimales y embriones planetarios, la mayoría de los cuales tienen núcleos propios.

Estudios recientes sobre física mineral de alta presión y dinámica orbital también han indicado que los núcleos planetarios desarrollan una estructura estratificada a medida que se acumulan. La razón de esto tiene que ver con cómo se incorporan una mayor abundancia de elementos ligeros con el metal líquido durante el proceso, que luego se hundiría para formar el núcleo del planeta a medida que aumentaran las temperaturas y la presión.

Un núcleo tan estratificado sería incapaz de convección, que se cree que es lo que permite el campo magnético de la Tierra. Y lo que es más, tales modelos son incompatibles con los estudios sismológicos que indican que el núcleo de la Tierra consiste principalmente en hierro y níquel, mientras que aproximadamente el 10 por ciento de su peso está compuesto por elementos ligeros, como el silicio, oxígeno, azufre, y otros. Su núcleo externo es igualmente homogéneo, y compuesto en gran parte por los mismos elementos.

Como explicó el Dr. Jacobson a Universe Today por correo electrónico:

"Los planetas terrestres crecieron a partir de una secuencia de eventos de acreción (impacto), por lo que el núcleo también creció en varias etapas. La formación de núcleos en múltiples etapas crea una estructura de densidad estratificada estable en capas en el núcleo porque los elementos ligeros se incorporan cada vez más en adiciones posteriores al núcleo. Elementos ligeros como O, Si, y S se dividen cada vez más en líquidos formadores de núcleos durante la formación del núcleo cuando las presiones y temperaturas son más altas, por lo que los eventos posteriores de formación del núcleo incorporan más de estos elementos en el núcleo porque la Tierra es más grande y, por lo tanto, las presiones y temperaturas son más altas.

"Esto establece una estratificación estable que evita una geodinamo de larga duración y un campo magnético planetario. Esta es nuestra hipótesis para Venus. En el caso de la Tierra, creemos que el impacto de la formación de la luna fue lo suficientemente violento como para mezclar mecánicamente el núcleo de la Tierra y permitir que una geodinamo duradera genere el campo magnético planetario actual ".

Para agregar a este estado de confusión, Se han realizado estudios paleomagnéticos que indican que el campo magnético de la Tierra ha existido durante al menos 4.200 millones de años (aproximadamente 340 millones de años después de su formación). Como tal, Naturalmente, surge la pregunta de qué podría explicar el estado actual de la convección y cómo se produjo. Por el bien de su estudio, Jacobson y su equipo están considerando la posibilidad de que un impacto masivo pueda explicar esto. Jacobson indicó:

"Los impactos energéticos mezclan mecánicamente el núcleo y, por lo tanto, pueden destruir la estratificación estable. La estratificación estable evita la convección que inhibe una geodinamo. La eliminación de la estratificación permite que la dínamo funcione".

Básicamente, la energía de este impacto habría sacudido el núcleo, creando una única región homogénea dentro de la cual podría operar una geodinamo duradera. Dada la edad del campo magnético de la Tierra, esto es consistente con la teoría del impacto de Theia, donde se cree que un objeto del tamaño de Marte chocó con la Tierra hace 4.510 millones de años y condujo a la formación del sistema Tierra-Luna.

Este impacto podría haber causado que el núcleo de la Tierra pasara de estar estratificado a ser homogéneo, y en el transcurso de los próximos 300 millones de años, Las condiciones de presión y temperatura podrían haber hecho que se diferenciara entre un núcleo interno sólido y un núcleo externo líquido. Gracias a la rotación en el núcleo exterior, el resultado fue un efecto dinamo que protegió nuestra atmósfera mientras se formaba.

Las semillas de esta teoría se presentaron el año pasado en la 47a Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria en The Woodlands, Texas. Durante una presentación titulada "Mezcla dinámica de núcleos planetarios por impactos gigantes, "El Dr. Miki Nakajima de Caltech, uno de los coautores de este último estudio, y David J. Stevenson de la Carnegie Institution de Washington. En ese momento, indicaron que la estratificación del núcleo de la Tierra puede haber sido restablecida por el mismo impacto que formó la luna.

Fue el estudio de Nakajima y Stevenson el que mostró cómo los impactos más violentos podían agitar el núcleo de los planetas al final de su acreción. Sobre la base de esto, Jacobson y los otros coautores aplicaron modelos de cómo la Tierra y Venus se acumulaban a partir de un disco de sólidos y gas alrededor de un proto-sol. También aplicaron cálculos de cómo crecieron la Tierra y Venus, basado en la química del manto y el núcleo de cada planeta a través de cada evento de acreción.

La importancia de este estudio, en términos de cómo se relaciona con la evolución de la Tierra y el surgimiento de la vida, no se puede subestimar. Si la magnetosfera de la Tierra es el resultado de un impacto energético tardío, entonces tales impactos podrían ser la diferencia entre que nuestro planeta sea habitable o sea demasiado frío y árido (como Marte) o demasiado caliente e infernal (como Venus). Como concluyó Jacobson:

"Los campos magnéticos planetarios protegen a los planetas y la vida en el planeta de la radiación cósmica dañina. Si es tarde, un impacto violento y gigante es necesario para un campo magnético planetario, entonces tal impacto puede ser necesario para la vida ".

Mirando más allá de nuestro sistema solar este artículo también tiene implicaciones en el estudio de planetas extrasolares. Aquí también, la diferencia entre un planeta habitable o no puede deberse a que los impactos de alta energía forman parte de la historia temprana del sistema. En el futuro, al estudiar planetas extrasolares y buscar signos de habitabilidad, Es muy posible que los científicos se vean obligados a hacer una pregunta sencilla:"¿Fue un golpe lo suficientemente fuerte?"