Colisión con un planeta del tamaño de Marte hizo posible la vida en la Tierra, según estudio

(CNN) — Cuando surgió, la Tierra no estaba exactamente preparada para sostener la vida, pero los científicos ahora tienen una mejor idea de cómo los elementos esenciales para la vida terminaron en nuestro planeta, según un estudio publicado el miércoles en la revista Science Advances.

Algo tenía que entregar a la Tierra la gran mayoría de carbono, nitrógeno, azufre, hidrógeno y otros elementos, conocidos como volátiles, porque los planetas rocosos del sistema solar carecían de estos ingredientes esenciales para la vida. «Pero el tiempo y el mecanismo de entrega volátil han sido debatidos acaloradamente», dijo Rajdeep Dasgupta, coautor del nuevo estudio y profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra, Medio Ambiente y Planetarios de la Universidad Rice, en un comunicado. «El nuestro es el primer escenario que puede explicar el momento y la entrega de una manera que sea coherente con toda la evidencia geoquímica».

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Los investigadores creen que estos elementos volátiles se liberaron cuando un planeta del tamaño de Marte colisionó con la Tierra hace 4.400 millones de años. Esta colisión también creó nuestra Luna.

Aunque esta ha sido una teoría de larga data, otros han argumentado que una colisión realmente creó los elementos o que los volátiles se liberaron después de la colisión que formó la Luna. Para probar estos escenarios, Dasgupta y su equipo realizaron experimentos de alta temperatura y alta presión, modelado termodinámico y simulaciones numéricas.

Damanveer Grewal, autor principal del estudio y estudiante graduado en el Departamento de Ciencias Ambientales, Planetarias y de la Tierra, analizó las posibilidades.

Una teoría sugerida hace mucho tiempo es que la Tierra colisionó con un protoplaneta que contiene un núcleo rico en azufre. Esto se cree que es posible porque la Tierra contiene azufre en muchos lugares además de su núcleo. Un protoplaneta es un gran planeta embrionario que tiene un interior diferenciado después de experimentar la fusión interna.

«El núcleo no interactúa con el resto de la Tierra, pero todo lo que está sobre él, el manto, la corteza, la hidrosfera y la atmósfera, están conectados», dijo Grewal. «Ciclos materiales entre ellos».

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Otra teoría es que los meteoritos del sistema solar exterior, llamados crondritos carbonosos, impactaron a la Tierra después de que se formó su núcleo. Pero la relación de carbono con nitrógeno no coincidía en este escenario.

Los investigadores utilizaron información de experimentos para imitar estos escenarios para crear una simulación por computadora y encontrar la respuesta más probable. En general, ejecutó mil millones de escenarios y los comparó contra las condiciones en el sistema solar actual.

«Lo que encontramos es que todas las pruebas son consistentes con un impacto que habría podido formar la Luna, que involucra un planeta volátil, del tamaño de Marte, con un núcleo rico en azufre», dijo Grewal.

Los investigadores también descubrieron que los volátiles de la Tierra y la Luna tienen un origen similar, lo que descarta la teoría de que los elementos volátiles llegaron a la Tierra después de la formación de la Luna.

Pero el hallazgo no solo tiene implicaciones para la historia de la Tierra. «Este estudio sugiere que un planeta rocoso parecido a la Tierra tiene más posibilidades de adquirir elementos esenciales para la vida si se forma y crece a partir de impactos gigantes con planetas que han muestreado diferentes bloques de construcción, tal vez de diferentes partes de un disco protoplanetario», dijo Dasgupta. «Esto elimina algunas condiciones de contorno. Muestra que los volátiles esenciales de la vida pueden llegar a las capas superficiales de un planeta, incluso si se produjeron en cuerpos planetarios que se sometieron a formación de núcleos en condiciones muy diferentes».

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Por sí misma, la Tierra no podría haber producido suficientes elementos volátiles para crear una atmósfera, todos los cuerpos de agua en su superficie o un entorno para sostener la vida.

«Eso significa que podemos ampliar nuestra búsqueda de vías que conduzcan a elementos volátiles que se unen en un planeta para sostener la vida tal como la conocemos», dijo Dasgupta.

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| El 18 de febrero llegará a Marte el rover Perseverance de la NASA aterrizará en Marte el 18 de febrero. Mira la galería → | Esta perspectiva del hemisferio Valles Marineris de Marte, tomada el 9 de julio de 2013, es en realidad un mosaico que comprende 102 imágenes del Viking Orbiter. En el centro se encuentra el sistema de cañones Valles Marineris, de más de 2.000 kilómetros de largo y hasta 8 kilómetros de profundidad. (Crédito: JPL-Caltech/NASA)

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| Este autorretrato del rover Curiosity Mars, tomado en 2016, muestra al vehículo en el lugar de perforación de Quela, en el área de Murray Buttes, en la parte inferior del Monte Sharp. (Crédito: JPL-Caltech/MSSS/NASA)

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| Esta foto de un canal de río conservado en Marte fue capturada por un satélite en órbita. Tiene colores superpuestos para mostrar diferentes elevaciones. El azul es bajo y el amarillo es alto. (Crédito: NASA)

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| La misión Mars Express de la Agencia Espacial Europea capturó en 2018 esta imagen del cráter Korolev, de más de 80 kilómetros de ancho. Está lleno de agua helada, cerca del polo norte. (Crédito: ESA/DLR/FU Berlin

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| La nave Mars Reconnaissance Orbiter utilizó su cámara HiRISE para obtener esta imagen de un área con textura inusual en el piso sur del cráter Gale. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)

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| Lava fría ayudó a preservar la huella del movimiento de dunas que alguna vez ocurrió en una región del sureste de Marte. Pero también se parece al símbolo de “Star Trek”. (Crédito: NASA)

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| Aunque Marte no es geológicamente activo como la Tierra, las características de la superficie han sido moldeadas en gran medida por el viento. Justamente, las que han sido talladas por el viento como las que aparecen en la imagen, llamadas yardangs, son comunes en el planeta rojo. Sobre la arena, el viento forma ondas y pequeñas dunas. En la atmósfera delgada de Marte, la luz no se dispersa mucho, por lo que las sombras proyectadas por las yardangs son nítidas y oscuras. (Crédito: JPL-Caltech/University of Arizona/NASA)

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| Estas pequeñas solidificaciones ricas en hematita están cerca del cráter Fram, visitado por el rover Opportunity de la NASA en abril de 2004. El área que se muestra tiene 3 centímetros de ancho. La foto proviene del generador de imágenes microscópicas en el brazo robótico de Opportunity, con información de color agregada desde la cámara panorámica del rover. Estos minerales sugieren que Marte tuvo un pasado acuoso. (Crédito: JPL-Caltech/Cornell/USGS/NASA)

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| Esta imagen muestra los flujos estacionales en Valles Marineris de Marte, que se denominan líneas recurrentes en pendiente o RSL, por sus siglas en inglés. Estos deslizamientos de tierra en Marte aparecen en las laderas durante la primavera y el verano. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)

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| Se sabe que Marte tiene tormentas de arena que rodean el planeta. Estas imágenes que tomó el orbitador Mars Global Surveyor de la NASA en 2001 muestran un cambio drástico en la apariencia del planeta cuando la neblina generada por la actividad de las tormentas de arena en el sur se distribuyó globalmente. (Crédito: JPL-Caltech/MSSS/NASA)

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| Esta imagen compuesta, cuyo horizonte son las regiones más altas del Monte Sharp, fue tomada en septiembre de 2015 por el rover Curiosity de la NASA. En primer plano hay una larga cresta repleta de hematita. Un poco más allá hay una llanura ondulada rica en minerales arcillosos. Y un poco más al fondo se encuentra una multitud de cerros redondeados, todos ricos en minerales de sulfato. La mineralogía cambiante en estas capas sugiere un entorno que se modificó en los inicios de Marte, aunque todas involucran exposición al agua hace miles de millones de años. (Crédito: JPL-Caltech/MSSS/NA

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| El sismómetro de InSight registró un “martemoto” por primera vez en abril de 2019. (Crédito: NASA/JPL-Caltech)

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| Desde su posición en lo alto de una cresta, el Opportunity grabó en 2016 esta imagen de un remolino de polvo en Marte recorriendo valle. La foto también capta las huellas del rover que conducen a la pendiente norte de Knudsen Ridge, que forma parte del borde sur del Valle de Marathon. (Crédito: JPL-Caltech/NASA)

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| HiRISE captó depósitos en capas y una capa de hielo brillante en el polo norte de Marte. (Crédito: JPL-Caltech/Univ. of Arizona/NASA)

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| Nili Patera es una región de Marte en la que las dunas y las ondas se mueven rápidamente. HiRISE, a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter, continúa monitoreando esta área cada dos meses para ver cambios en escalas de tiempo estacionales y anuales. (Crédito: JPL-Caltech/Univ. of Arizona/NASA)

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| El rover Curiosity de la NASA captó su panorámica de mayor resolución de la superficie marciana a finales de 2019. Esto incluye más de 1.000 imágenes y 1.800 millones de píxeles. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

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| Esta imagen, que combina datos de dos instrumentos a bordo del Mars Global Surveyor de la NASA, muestra una vista orbital de la región polar norte de Marte. El casquete polar rico en hielo tiene casi 1.000 kilómetros de ancho y las bandas oscuras son valles profundos. A la derecha del centro, un gran cañón, Chasma Boreale, casi divide la capa de hielo. Chasma Boreale tiene aproximadamente la longitud del famoso Gran Cañón de los Estados Unidos y hasta casi 2 kilómetros de profundidad. (Crédito: JPL-Caltech / MSSS / NASA)

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| Un cráter de impacto reciente y drástico domina esta imagen tomada por la cámara HiRISE en noviembre de 2013. El cráter se extiende aproximadamente 30,5 metros y está rodeado por una gran zona de explosión de rayos. Debido a que el terreno donde se formó el cráter es polvoriento, el cráter reciente aparece azul en el color realzado de la imagen, debido a la eliminación del polvo rojizo en esa área. (Crédito: JPL-Caltech/Univ. of Arizona/NASA)

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| Este montículo oscuro, llamado Ireson Hill, se encuentra en la formación Murray en la parte inferior del Monte Sharp, cerca de un lugar donde el rover Curiosity de la NASA examinó una duna de arena lineal en febrero de 2017. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

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| ¿Son galletas y crema en Marte? No, son solo dunas polares espolvoreadas con hielo y arena. (Crédito: CaSSIS/ESA/Roscosmos)

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| La nube en el centro de esta imagen es en realidad una torre de polvo que ocurrió en 2010 y fue capturada por el Mars Reconnaissance Orbiter. Las nubes azules y blancas son vapor de agua. (Crédito: MSSS/JPL-Caltech/NASA)

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| HiRISE tomó esta imagen de un cráter de un kilómetro en el hemisferio sur de Marte en junio de 2014. El cráter muestra escarcha en todas sus laderas orientadas al sur a finales del invierno, cuando Marte se dirige hacia la primavera. (Crédito: JPL-Caltech/University of Arizona/NASA)

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| Los dos terremotos más grandes detectados por InSight de la NASA parecen haberse originado en una región de Marte llamada Cerberus Fossae. Los científicos habían detectado aquí previamente señales de actividad tectónica, incluidos deslizamientos de tierra. Esta imagen fue tomada por la cámara HiRISE del Mars Reconnaisance Orbiter de la NASA. (Crédito: JPL-Caltech/University of Arizona/NASA)

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| Esta imagen es la primera fotografía tomada desde la superficie de Marte. La captó el 20 de julio de 1976 el módulo de aterrizaje Viking 1, poco después de que aterrizara en el planeta. (Crédito: NASA)

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