Esta roca espacial contiene pistas sobre cómo la Tierra obtuvo su agua

El cloruro de sodio, mejor conocido como sal de mesa, no es exactamente el tipo de mineral que captura la imaginación de los científicos. Sin embargo, un pequeño cristal de sal descubierto en una muestra de un asteroide entusiasmó a los investigadores del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, porque estos cristales solo pueden formarse en presencia de agua líquida.

Aún más intrigante, según el equipo de investigación, es el hecho de que la muestra provino de un asteroide de tipo S, una categoría conocida por carecer en gran medida de minerales hidratados (que contienen agua). El descubrimiento sugiere fuertemente que una gran población de asteroides que atraviesan el sistema solar puede no estar tan seca como se pensaba anteriormente. Los hallazgos, publicados en Astronomía de la Naturalezada un nuevo impulso a la hipótesis de que la mayor parte, si no toda, del agua de la Tierra pudo haber llegado a través de asteroides durante la turbulenta infancia del planeta.

Zega y el autor principal del estudio, Shaofan Che, becario postdoctoral en el Laboratorio Lunar y Planetario, realizaron un análisis detallado de muestras recolectadas del asteroide Itokawa en 2005 por la misión japonesa Hayabusa y traídas a la Tierra en 2010.

El estudio es el primero en confirmar que los cristales de sal provinieron del cuerpo principal del asteroide, eliminando cualquier posibilidad de que se hayan formado como resultado de la contaminación después de que la muestra llegara a la Tierra, una pregunta que ha rondado Estudios previos han encontrado cloruro de sodio en meteoritos. . de origen común.

«Los granos son exactamente como los que verías si tomaras sal de mesa en casa y la pusieras bajo un microscopio electrónico», dijo Tom Zega, autor principal del estudio y profesor de ciencias planetarias en el Laboratorio Lunar y Planetario de la UArizona. «Son estos bonitos cristales cuadrados. También es divertido, porque tenemos muchas conversaciones grupales animadas sobre ellos, porque no es real».

Zega dijo que las muestras representan un tipo de roca extraterrestre conocida como condrita ordinaria. Derivado de los llamados asteroides de tipo S como Itokawa, este tipo representa aproximadamente el 87% de los meteoritos recolectados en la Tierra. Se ha encontrado que muy pocos de estos contienen minerales que contienen agua.

«Durante mucho tiempo se pensó que las condritas ordinarias eran una fuente poco probable de agua en la Tierra», dijo Zega, quien es el director de la Instalación de Imagen y Caracterización de Materiales Kuiper del Laboratorio Lunar y Planetario. «Nuestra detección de cloruro de sodio nos dice que esta población de asteroides puede albergar más agua de lo que pensábamos».

Hoy en día, los científicos están de acuerdo en gran medida en que la Tierra, junto con otros planetas rocosos como Venus y Marte, se formaron en la región interior de la nube de gas y polvo que se arremolinaba alrededor del joven sol, conocida como la nebulosa solar, donde la temperatura es muy alta. alto. —demasiado alto para que el vapor de agua se condense del gas, según el Che.

«En otras palabras, el agua aquí en la Tierra tiene que ser transportada desde los confines de la nebulosa solar, donde las temperaturas son más frías y permiten que exista agua, muy probablemente en forma de hielo», dijo Che. «El escenario más probable es que los cometas u otro tipo de asteroides conocidos como asteroides de tipo C, que residen más lejos de la nebulosa solar, se trasladaron y entregaron su carga acuosa a través del impacto a la joven Tierra».

El descubrimiento de que el agua puede estar presente en las condritas ordinarias y, por lo tanto, originarse más cerca del sol que sus parientes «más húmedos», tiene implicaciones para cualquier escenario que intente explicar el suministro de agua a las primeras partes de la Tierra.

La muestra utilizada en el estudio era una diminuta partícula de polvo que se extendía alrededor de 150 micrómetros, o aproximadamente el doble del diámetro de un cabello humano, de la cual el equipo cortó una pequeña sección de aproximadamente 5 micrones de diámetro, lo suficientemente grande como para cubrir una levadura. celular—para análisis.

Usando una variedad de técnicas, Che pudo descartar que el cloruro de sodio fuera el resultado de la contaminación de fuentes como el sudor humano, el proceso de preparación de muestras o la exposición a la humedad del laboratorio.

Dado que la muestra se almacenó durante cinco años, el equipo tomó fotos de antes y después y las comparó. Las imágenes mostraron que la distribución de los granos de cloruro de sodio dentro de la muestra no cambió, descartando la posibilidad de que alguno de los granos se depositara en la muestra durante ese tiempo. Además, Che realizó un experimento de control tratando un conjunto de muestras de rocas terrestres idénticas a la muestra de Itokawa y examinándolas con un microscopio electrónico.

«Las muestras terrestres no contienen cloruro de sodio, por lo que estamos convencidos de que la sal de nuestra muestra es originaria del asteroide Itokawa», dijo. «Eliminamos todas las posibles fuentes de contaminación».

Zega dijo que una gran cantidad de materia extraterrestre cae sobre la Tierra todos los días, pero la mayor parte se quema en la atmósfera y nunca llega a la superficie.

«Se necesita una roca lo suficientemente grande para sobrevivir a la intrusión y entregar esa agua», dijo.

El trabajo anterior en la década de 1990 dirigido por el difunto Michael Drake, ex director del Laboratorio Lunar y Planetario, sugirió un mecanismo por el cual las moléculas de agua en el sistema solar primitivo podrían quedar atrapadas en asteroides minerales e incluso sobrevivir a un impacto en la Tierra.

«Esos estudios sugieren que parte del agua del océano puede ser entregada a través de este mecanismo», dijo Zega. «Si ahora resulta que los asteroides más comunes pueden ser más ‘más húmedos’ de lo que pensábamos, eso haría más razonable la hipótesis de la transmisión de agua por parte de los asteroides».

Itokawa es un asteroide cercano a la Tierra con forma de cacahuete de unos 2000 pies de largo y 750 pies de diámetro, y se cree que se separó de un cuerpo principal más grande. Según Che y Zega, es concebible que allí se hayan acumulado agua congelada y cloruro de hidrógeno congelado, y que la descomposición natural de los elementos radiactivos y el frecuente bombardeo de meteoritos en los primeros días del sistema solar podrían haber proporcionado suficiente calor para sostener los procesos hidrotermales implicados. Agua líquida. Eventualmente, el cuerpo principal sucumbe al empuje y se divide en fragmentos más pequeños, lo que lleva a la formación de Itokawa.

«Cuando estas sustancias se unen para formar asteroides, existe la posibilidad de que se forme agua líquida», dijo Zega. «Y una vez que se han formado líquidos, se puede pensar en ellos como ocupando cavidades en el asteroide y potencialmente produciendo química del agua».

Sin embargo, la evidencia apunta a que los cristales de sal en la muestra de Itokawa han estado presentes desde el comienzo del sistema solar. Los investigadores encontraron una veta de plagioclasa, un mineral de silicato rico en sodio, que atraviesa la muestra, enriquecido con cloruro de sodio.

«Cuando vemos raíces tan alteradas en muestras terrestres, sabemos que se formaron por alteración acuosa, lo que significa que deben haber involucrado agua», dijo Che. «El hecho de que veamos la textura asociada con el sodio y el cloro es otra fuerte evidencia de que esto sucedió en el asteroide cuando el agua fluyó a través de este silicato que contiene sodio».