Las perlas de vidrio en los meteoritos ayudan a los científicos a reconstruir cómo se formó el sistema solar


Desde que los científicos comenzaron a observar meteoritos con microscopios, se han sentido intrigados y fascinados por lo que hay dentro. La mayoría de los meteoritos están hechos de diminutas perlas de vidrio que se remontan a los primeros días del sistema solar, incluso antes de que se formaran los planetas.

Científicos de la Universidad de Chicago han publicado un análisis que expone cómo se formaron estas perlas, que se encuentran en muchos meteoritos, y qué pueden decirnos sobre lo que sucedió en el sistema solar primitivo.

Una sección transversal de una pieza del meteorito Allende. Las perlas de vidrio dentro de estos meteoritos se denominan cóndrulos. Los científicos creen que son trozos de roca que quedaron de los escombros que flotaban hace miles de millones de años, que finalmente se fusionaron en los planetas que ahora conocemos y amamos. Crédito: James St. John / CC-BY-2.0.

«Estas son preguntas importantes», dijo la ex alumna de UChicago Nicole Xike Nie, Ph.D.’19, becaria postdoctoral en la Carnegie Institution for Science y primera autora del estudio. «Los meteoritos son instantáneas que pueden revelar las condiciones que experimentó este polvo temprano, lo que tiene implicaciones para la evolución tanto de la Tierra como de otros planetas».

‘Esta pregunta se remonta a 50 años’

Las perlas de vidrio dentro de estos meteoritos se denominan cóndrulos. Los científicos creen que son trozos de roca que quedaron de los escombros que flotaban hace miles de millones de años, que finalmente se fusionaron en los planetas que ahora conocemos y amamos. Estos son inmensamente útiles para los científicos, que pueden tener en sus manos piezas de la materia original que componía el sistema solar, antes de que la constante agitación de volcanes y placas tectónicas de la Tierra cambiara toda la roca que podemos encontrar en el planeta mismo.

Pero no está claro qué causó exactamente la formación de estos cóndrulos.

«Tenemos las mismas teorías que teníamos hace 50 años», dijo el coautor del estudio e investigador postdoctoral de UChicago, Timo Hopp. «Aunque ha habido avances en muchas otras áreas, esta ha sido obstinada».

Los científicos pueden encontrar pistas sobre los primeros días del sistema solar al observar los tipos de un elemento dado en una roca. Los elementos pueden presentarse en varias formas diferentes, llamadas isótopos, y la proporción en cada roca varía según lo que sucedió cuando nació esa roca: qué tan caliente estaba, si se enfrió lentamente o se congeló repentinamente, qué otros elementos estaban alrededor para interactuar. con eso. A partir de ahí, los científicos pueden reconstruir una historia de eventos probables.

Para tratar de entender qué había sucedido con los cóndrulos, Nie, Hopp y otros científicos del Laboratorio de Orígenes Dauphas en UChicago intentaron aplicar un ángulo único a los isótopos.

Primero, Nie tomó medidas extremadamente rigurosas y precisas de las concentraciones y los isótopos de dos elementos que se agotan en los meteoritos, el potasio y el rubidio, lo que ayudó a reducir las posibilidades de lo que podría haber sucedido en el sistema solar temprano.

A partir de esta información, el equipo reconstruyó lo que debe haber estado sucediendo cuando se formaron los cóndrulos. Los elementos habrían sido parte de un grupo de polvo que se calentó lo suficiente como para derretirse y luego vaporizarse. Luego, a medida que el material se enfrió, parte de ese vapor se fusionó nuevamente en condrulas.

«También podemos decirle qué tan rápido se enfrió, porque fue lo suficientemente rápido como para que no todo se condensara», dijo Nicolas Dauphas, profesor de Ciencias Geofísicas en UChicago. «Eso debe significar que la temperatura estaba bajando a un ritmo de alrededor de 500 grados Celsius por hora, lo cual es realmente rápido».

Con base en estas limitaciones, los científicos pueden teorizar qué tipo de evento habría sido lo suficientemente repentino y violento como para causar este calentamiento y enfriamiento extremos. Un escenario que encaja serían las ondas de choque masivas que atraviesan la nebulosa temprana. «Los grandes cuerpos planetarios cercanos pueden crear choques, que habrían calentado y luego enfriado el polvo a medida que pasaba», dijo Dauphas.

Durante el último medio siglo, la gente ha propuesto diferentes escenarios para explicar la formación de los cóndrulos (relámpagos o colisiones entre rocas), pero esta nueva evidencia inclina la balanza hacia las ondas de choque como explicación.

Esta explicación puede ser la clave para comprender un hallazgo persistente que ha atormentado a los científicos durante décadas, que involucra una categoría de elementos que son «moderadamente volátiles», incluidos el potasio y el rubidio. La Tierra tiene menos de estos elementos de lo que los científicos esperarían, según su conocimiento general de cómo se formó el sistema solar. Sabían que la explicación se podía remontar a una compleja cadena de calefacción y refrigeración, pero nadie conoce la secuencia exacta. «Es una gran pregunta en el campo de la cosmoquímica». dijo Dauphas.

Ahora, finalmente, el equipo está feliz de haber hecho una mella significativa en el misterio.

«Sabemos que sucedieron otros procesos, esta es solo una parte de la historia, pero esto realmente resuelve un paso en la formación de planetas», dijo Hopp.

Nie estuvo de acuerdo: «Es realmente genial poder decir cuantitativamente, esto es lo que sucedió».

Otros coautores del artículo fueron de la Carnegie Institution for Science y la Universidad de Washington.

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