Desde hace décadas, los científicos han tratado de descifrar el misterio del origen de los elementos esenciales de la Tierra y de las razones por las cuales algunos de ellos parecen estar ausentes en nuestro planeta. Una nueva investigación, sin embargo, arroja luz sobre este enigma y plantea una perspectiva inesperada sobre la formación de la Tierra y Marte.

Un equipo de científicos liderado por el profesor asistente Damanveer Grewal, de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), en colaboración con investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech), la Universidad de Rice y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), ha desafiado las teorías tradicionales sobre la escasez de elementos moderadamente volátiles (MVEs, por sus siglas en inglés) en la Tierra y Marte.

Estos elementos, entre los que se encuentran el cobre y el zinc, desempeñan un papel crucial en la química planetaria y suelen estar asociados con componentes fundamentales para la vida, como el agua, el carbono y el nitrógeno. Su origen es clave para entender las condiciones que hicieron de la Tierra un mundo habitable.

Un dato que ha intrigado a los científicos durante mucho tiempo es que la Tierra y Marte contienen significativamente menos MVEs que los meteoritos primitivos denominados condritas. Esta discrepancia ha generado numerosas preguntas sobre los procesos que determinaron la composición química de los planetas. Hasta ahora, la teoría más aceptada sugería que estos elementos no se habían condensado completamente en el sistema solar temprano o que se habían perdido durante la diferenciación de los planetesimales, los bloques fundamentales en la formación de los planetas.

Escasez cobre zinc tierra
Colisiones de planetesimales durante la formación de planetas en el sistema solar primitivo. Crédito: Kouji Kanba / ASU

Sin embargo, el nuevo estudio, publicado en la revista Science Advances, propone una interpretación diferente. Analizando meteoritos de hierro, que son los remanentes de los núcleos metálicos de los primeros planetesimales, los investigadores han descubierto que estos objetos del sistema solar interno eran sorprendentemente ricos en elementos moderadamente volátiles. Este hallazgo indica que las primeras estructuras planetarias no comenzaron con una escasez de estos elementos, sino que su pérdida ocurrió posteriormente a lo largo de un proceso prolongado de crecimiento y colisiones cósmicas.

Hemos encontrado evidencia concluyente de que los primeros planetesimales en el sistema solar interno poseían una cantidad considerable de estos elementos, explicó Grewal. Este descubrimiento transforma nuestra comprensión de cómo los planetas adquirieron los componentes que los conforman.

El equipo de investigación también identificó que muchos planetesimales del sistema solar interior conservaron niveles de MVEs similares a los de las condritas, lo que significa que pudieron haberlos incorporado y retenido a pesar de haber experimentado diferenciación. Esto contradice la idea de que la Tierra y Marte se formaron originalmente con bajos niveles de estos elementos. En cambio, su desaparición habría ocurrido más tarde debido a una serie de colisiones violentas que moldearon la estructura de los planetas en formación.

Esta nueva perspectiva redefine la comprensión de la evolución química planetaria y sugiere que los bloques primordiales que dieron origen a la Tierra y Marte no eran pobres en elementos esenciales para la vida, sino que su escasez actual es el resultado de eventos catastróficos posteriores. En investigaciones previas, Grewal ya había estudiado la presencia de nitrógeno y agua en los cuerpos progenitores de los meteoritos de hierro, y con este estudio, el foco se ha desplazado hacia los núcleos planetarios y sus reservas de volátiles.

Los hallazgos de esta investigación no solo tienen implicaciones en la comprensión de la formación planetaria en nuestro sistema solar, sino que también podrían ser aplicables a la formación de planetas en otros sistemas estelares. Al revelar que los planetesimales pueden haber comenzado con una composición rica en elementos esenciales y que estos se perdieron debido a colisiones masivas, este estudio abre nuevas posibilidades para la exploración de planetas habitables más allá de la Tierra.

FUENTES

Arizona State University

Damanveer S. Grewal, Surjyendu Bhattacharjee, Bidong Zhang, Nicole X. Nie, Yoshinori Miyazaki. Enrichment of moderately volatile elements in first-generation planetesimals of the inner Solar System. Science Advances, 2025; 11 (6) DOI: 10.1126/sciadv.adq7848

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