Así pudo obtener la Tierra su gran cantidad de agua

Sus hallazgos, publicados en la revista 'Nature', sostienen que la presencia de hidrógeno y magma en las primeras etapas de formación de la Tierra pudo provocar la formación de grandes cantidades de agua en nuestro planeta.

Según lo que se conoce, los planetas rocosos, como la Tierra, son el resultado de la acumulación de los objetos sólidos y rocosos (llamados planetesimales bebé) que se formaron a partir del material que quedó después de la formación del Sol. A medida que objetos cada vez más grandes chocaban entre sí, los planetesimales bebé se fusionaron para formar objetos mayores, llamados protoplanetas, que eventualmente evolucionaron en los planetas del sistema solar.

Durante este proceso, la Tierra creció tanto en tamaño como en temperatura, fundiéndose en un vasto océano de magma, debido al calor de las colisiones y los elementos radiactivos. Más tarde, a medida que el planeta se enfriaba, el material más denso se hundió hacia adentro, formando las distintas capas que forman nuestro planeta.

Sin embargo, en los últimos diez años, la gran cantidad de descubrimientos de planetas fuera de nuestro sistema solar (exoplanetas) ha llevado a los científicos a adoptar un nuevo enfoque para entender cómo era la Tierra en su etapa embrionaria. «Los descubrimientos de exoplanetas nos han dado una apreciación mucho mayor de lo común que es que los planetas recién formados estén rodeados por atmósferas ricas en hidrógeno molecular, H2, durante sus primeros varios millones de años de crecimiento», explica Anat Shahar, coautora del estudio y científica del Laboratorio de la Tierra y los Planetas de la Institución Carnegie, en Washington (EE UU). «Eventualmente, estas envolturas de hidrógeno se disipan, pero dejan sus huellas dactilares en la composición del joven planeta».

Utilizando esta información, los investigadores desarrollaron un nuevo modelo matemático para estudiar la evolución temprana de la Tierra. Con él pudieron demostrar que las interacciones entre el océano de magma y la proto-atmósfera de hidrógeno molecular en la Tierra joven podrían haber dado lugar a algunas de sus características únicas, como su abundancia de agua y su estado general oxidado (rico en oxígeno).

Lo que hicieron fue simular las posibles interacciones que pudieron ocurrir entre la atmósfera de hidrógeno molecular y los océanos de magma tempranos en la historia de la Tierra. Después, observaron los efectos de estas interacciones en la formación de diferentes compuestos químicos. El modelo incluyó 25 compuestos diferentes y 18 tipos de reacciones químicas, lo que permitió obtener datos detallados sobre la posible evolución química del planeta en sus primeras etapas.

Las interacciones entre el océano de magma y la atmósfera en su simulación de la Tierra bebé resultaron en el movimiento de grandes masas de hidrógeno hacia el núcleo metálico, la oxidación del manto y la producción de grandes cantidades de agua. «Incluso si todo el material rocoso que colisionó para formar el planeta en crecimiento estuviera completamente seco, estas interacciones entre la atmósfera de hidrógeno molecular y el océano de magma generarían cantidades copiosas de agua», afirman los investigadores en su estudio.

Al mismo tiempo, aseguran que otras fuentes de agua son posibles, pero no son necesarias para explicar el estado actual de la Tierra. «Esta es solo una posible explicación para la evolución de nuestro planeta, pero una que establecería un vínculo importante entre la historia de formación de la Tierra y los exoplanetas más comunes que se han descubierto orbitando estrellas distantes, que se llaman Super-Tierras y sub-Neptunos», refiere Shahar.

Este estudio forma parte del proyecto AEThER, iniciado y dirigido por Shahar, que busca revelar la composición química de los planetas más comunes de la Vía Láctea, para comprender el proceso de formación de sus atmósferas. Esto es importante porque entender mejor los procesos químicos que dan forma a las atmósferas de los planetas podría permitir a los científicos detectar más fácilmente vida más allá de la Tierra.

«Cada vez telescopios más potentes permiten a los astrónomos conocer las composiciones de las atmósferas de los exoplanetas con un detalle sin precedentes», expresa Shahar. «El trabajo de AEThER informará de sus observaciones con datos experimentales y de modelado que, esperamos, conduzcan a un método infalible para detectar señales de vida en otros mundos».