El agua es esencial para la vida en la Tierra y es uno de nuestros recursos naturales más preciados. Pero considerando cómo se formó nuestro planeta, es bastante sorprendente la cantidad de agua que nos queda. La Tierra se agregó a partir de una nube de gas y polvo, un disco protoplanetario, y estuvo incandescentemente caliente durante los primeros millones de años. Su superficie se mantuvo fundida por los impactos de cometas y asteroides. El interior de la Tierra también se mantuvo (y todavía se mantiene) líquido mediante una combinación de calentamiento gravitacional y la desintegración de isótopos radiactivos.

Eso significa que si hubiera agua inicial (y compuestos orgánicos) en la Tierra, debería haber hervido rápidamente. Entonces, ¿cómo es que hay mucha agua en nuestro planeta hoy? ¿De dónde vino realmente? Un nuevo estudio sorprendente, publicado en Avances de la ciencia , sugiere que un tipo de asteroide que pensamos que no contenía mucha agua podría ser el responsable, demostrando simultáneamente que el sistema solar es probablemente mucho más húmedo de lo que se pensaba anteriormente.

Los científicos han debatido durante mucho tiempo exactamente de dónde proviene el agua de la Tierra. Una teoría sugiere que podría haber sido capturado de los asteroides y cometas que chocaron con él. Otro sostiene que el agua siempre estuvo presente en las rocas del manto de la Tierra y fue liberada gradualmente a la superficie a través de los volcanes.

Gracias a la misión japonesa Hayabusa, ahora tenemos nuevas pruebas. La nave trajo una preciosa carga de granos recuperados de la superficie del asteroide 25143 Itokawa en 2010. Los investigadores detrás del nuevo estudio pudieron analizar el contenido de agua de dos granos. Utilizaron un sofisticado kit llamado microsonda de iones, que bombardea una muestra con un haz de iones (átomos cargados) para sondear la composición de su superficie.

El experimento no fue fácil:los granos son diminutos, menos de 40 micrones (una millonésima de metro) de ancho, y cada grano estaba compuesto por varios minerales diferentes. La microsonda de iones tuvo que enfocarse en un mineral específico dentro de cada grano para que los autores pudieran recopilar los datos requeridos. La especie de mineral que analizaron fue un silicato que contiene hierro y magnesio conocido como piroxeno, que está casi completamente libre de calcio.

Este tipo de sustancia no suele asociarse con el agua; de hecho, se considera un mineral nominalmente anhidro (NAM). La red de un cristal de piroxeno no contiene sitios vacíos para moléculas de agua de la misma manera que, por ejemplo, un mineral de arcilla lo hace, por lo que su estructura no es necesariamente propicia para absorber agua. Sin embargo, la sensibilidad de la técnica que utilizaron los autores fue tal que pudieron detectar y medir pequeñas cantidades de agua.

Los resultados fueron sorprendentes:los granos contenían hasta 1, 000 partes por millón de agua. Conociendo la composición de Itokawa, los investigadores pudieron entonces estimar el contenido de agua de todo el asteroide, lo que se tradujo en entre 160 y 510 partes por millón de agua. Esto es más de lo que se había anticipado:mediciones remotas de dos cuerpos similares (también asteroides de tipo S) encontraron que uno contenía 30 y el otro 300 partes por millón de agua.

Fuente improbable

El agua está hecha de hidrógeno y oxígeno. Pero esos elementos ocurren como isótopos diferentes, lo que significa que pueden tener una cantidad diferente de neutrones en su núcleo atómico (los neutrones son partículas que forman el núcleo junto con los protones). Los investigadores observaron la composición isotópica de hidrógeno del agua y descubrieron que estaba muy cerca de la de la Tierra. sugiriendo que el agua en la Tierra tiene la misma fuente que la de los granos de Hayabusa.

Los resultados plantean varias preguntas interesantes, el primero de los cuales es cuánta agua llegó a estar en minerales nominalmente anhidros. Los autores sugieren que, durante su formación, los granos absorbieron hidrógeno del disco protoplanetario, cuales, a las altas temperaturas y presiones de la nebulosa solar, combinado con oxígeno en los minerales para producir agua.

Hasta aquí, tan razonable. Pero, ¿cómo es posible que el agua se haya quedado en los minerales? Después de todo, procedían de un asteroide de tipo S, uno que se forma en la parte interior y más caliente del sistema solar. Itokawa ha tenido una historia compleja de metamorfismo térmico y colisión, alcanzando temperaturas por lo menos tan altas como 900 ° C. Pero los investigadores utilizaron modelos informáticos para predecir cuánta agua se perdería en estos procesos, y resultó ser menos del 10% del total.

Agua de la tierra

Pero, ¿cómo se relaciona todo esto con el agua de la Tierra? Los investigadores especulan que siguiendo la absorción de agua de los granos del disco protoplanetario, los minerales se agregaron y se pegaron para formar guijarros y eventualmente cuerpos más grandes como los asteroides.

Si este mecanismo funcionó para los asteroides, también podría ser cierto para la Tierra; tal vez su agua original provenga de estos minerales que se unieron para ayudar a formar la Tierra. Si bien el agua se perdió durante la historia temprana de la Tierra, fue agregado nuevamente durante las colisiones de los numerosos asteroides de tipo S, como lo implica la similitud en la composición isotópica del hidrógeno entre la Tierra e Itokawa.

Esta nueva mirada a un viejo problema, el origen del agua de la Tierra, ha producido una conclusión sorprendente, uno que sugiere que una gran población de asteroides del sistema solar interior podría contener mucha más agua de la que se pensaba.

Entonces, si bien hay agua en todas partes del sistema solar, el hecho de que esté escondido dentro de los minerales significa que no siempre hay una gota para beber.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.