La visión microscópica de las colisiones de asteroides podría ayudarnos a comprender la formación de planetas


Una nueva forma de datar las colisiones entre asteroides y cuerpos planetarios a lo largo de la historia de nuestro Sistema Solar podría ayudar a los científicos a reconstruir cómo y cuándo nacieron los planetas.

Un equipo de investigadores, dirigido por la Universidad de Cambridge, combinó la datación y el análisis microscópico del meteorito de Chelyabinsk, que cayó a la Tierra y apareció en los titulares en 2013, para obtener restricciones más precisas sobre el momento de los eventos de impacto antiguos.

Imagen en falso color del mineral de fosfato recristalizado por impacto en el meteorito de Chelyabinsk. Crédito: Craig Walton

Su estudio, publicado en Communications Earth & Environment, analizó cómo los minerales dentro del meteorito fueron dañados por diferentes impactos a lo largo del tiempo, lo que significa que pudieron identificar los eventos más grandes y antiguos que pueden haber estado involucrados en la formación planetaria.

«Las edades de impacto de meteoritos suelen ser controvertidas: nuestro trabajo muestra que necesitamos basarnos en múltiples líneas de evidencia para estar más seguros sobre las historias de impacto, casi como investigar la escena de un crimen antiguo», dijo Craig Walton, quien dirigió la investigación y tiene su sede en Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge.

Al principio de la historia de nuestro Sistema Solar, los planetas, incluida la Tierra, se formaron a partir de colisiones masivas entre asteroides y cuerpos aún más grandes, llamados protoplanetas.

«La evidencia de estos impactos es tan antigua que se ha perdido en los planetas; la Tierra, en particular, tiene poca memoria porque las rocas de la superficie se reciclan continuamente por la tectónica de placas», dijo el coautor, el Dr. Oli Shorttle, que trabaja conjuntamente en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Instituto de Astronomía de Cambridge.

Los asteroides y sus fragmentos que caen a la Tierra como meteoritos son, en contraste, inertes, fríos y mucho más antiguos, lo que los convierte en cronometradores fieles de las colisiones.

La nueva investigación, que fue una colaboración con investigadores de la Academia de Ciencias de China y la Universidad Abierta, registró cómo los minerales de fosfato dentro del meteorito de Chelyabinsk se rompieron en diversos grados para reconstruir una historia de colisión.

Su objetivo era corroborar la datación de uranio-plomo del meteorito, que analiza el tiempo transcurrido para que un isótopo se desintegre en otro.

«Los fosfatos en la mayoría de los meteoritos primitivos son objetivos fantásticos para datar los eventos de choque experimentados por los meteoritos en sus cuerpos progenitores», dijo el Dr. Sen Hu, quien llevó a cabo la datación de uranio-plomo en el Instituto de Geología y Geofísica de Beijing, Academia China de Ciencias.

La datación previa de este meteorito ha revelado dos edades de impacto, una colisión más antigua, de aproximadamente 4.500 millones de años, y otra que ocurrió en los últimos 50 millones de años.

Pero estas edades no son tan claras. Al igual que una pintura que se desvanece con el tiempo, las colisiones sucesivas pueden oscurecer una imagen clara, lo que genera incertidumbre entre la comunidad científica sobre la edad e incluso la cantidad de impactos registrados.

El nuevo estudio colocó las colisiones registradas por el meteorito de Chelyabinsk en orden cronológico al vincular las nuevas edades de uranio y plomo en el meteorito con la evidencia microscópica del calentamiento inducido por la colisión que se observa dentro de sus estructuras cristalinas. Estas pistas microscópicas se acumulan en los minerales con cada impacto sucesivo, lo que significa que las colisiones pueden distinguirse, ordenarse en el tiempo y fecharse.

Sus hallazgos muestran que los minerales que contienen la huella de la colisión más antigua se rompieron en muchos cristales más pequeños a altas temperaturas o se deformaron fuertemente a altas presiones.

El equipo también describió algunos granos minerales en el meteorito que se fracturaron por un impacto menor, a presiones y temperaturas más bajas, y que registran una edad mucho más reciente, de menos de 50 millones de años. Sugieren que este impacto probablemente desprendió el meteorito de Chelyabinsk de su asteroide anfitrión y lo envió a toda velocidad a la Tierra.

En conjunto, esto respalda un historial de colisión de dos etapas. «La pregunta para nosotros era si se podía confiar en estas fechas, ¿podríamos vincular estos impactos con la evidencia de sobrecalentamiento de un impacto?» dijo Walton. «Lo que hemos demostrado es que el contexto mineralógico para la datación es realmente importante».

Los científicos están particularmente interesados ​​en la fecha del impacto de 4.500 millones de años porque es aproximadamente el momento en que creemos que se formó el sistema Tierra-Luna, probablemente como resultado de la colisión de dos cuerpos planetarios.

El meteorito de Chelyabinsk pertenece a un grupo de los llamados meteoritos pedregosos, todos los cuales contienen material altamente fragmentado y refundido que coincide aproximadamente con este colosal impacto.

Las fechas recién adquiridas respaldan las sugerencias anteriores de que muchos asteroides experimentaron colisiones de alta energía hace entre 4480 y 4440 millones de años. «El hecho de que todos estos asteroides registren un intenso derretimiento en este momento podría indicar una reorganización del Sistema Solar, ya sea como resultado de la formación Tierra-Luna o quizás de los movimientos orbitales de los planetas gigantes».

Walton ahora planea refinar la datación sobre la ventana del impacto de formación de la Luna, lo que podría decirnos cómo surgió nuestro propio planeta.

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