Cada año, cientos de meteoritos (cuerpos rocosos que quedaron de la formación del sistema solar) bombardean la Tierra, entregando minerales, metales y agua a nuestro planeta. El análisis de las grietas y los depósitos ricos en minerales dentro de los meteoritos no solo revela la historia temprana de la formación de planetas, sino que también puede proporcionar pistas sobre cómo la joven Tierra adquirió agua y otros ingredientes esenciales para la vida.
Ahora, los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han combinado dos técnicas complementarias, imágenes de rayos X e imágenes de neutrones, para mirar dentro de estos restos rocosos.
Las imágenes de neutrones son ideales para buscar agua y otros compuestos que contienen hidrógeno porque los neutrones rebotan fácilmente en el hidrógeno. Por el contrario, las imágenes de rayos X son mejores para encontrar depósitos de elementos pesados, como el hierro y el níquel, porque los rayos X se dispersan principalmente por la gran cantidad de electrones en los átomos de peso pesado.
Ninguna de las técnicas de imagen daña o altera significativamente los meteoritos, a diferencia de otros métodos de análisis de la composición química de las rocas, que requieren cortar rebanadas finas de los meteoritos. Aunque cada método de imagen se ha utilizado por separado en el pasado, el equipo se encuentra entre los primeros en utilizar las dos técnicas simultáneamente para crear instantáneas de rayos X y haces de neutrones.
En su estudio piloto, los científicos examinaron dos meteoritos cuyo contenido mineral y de agua ya eran bien conocidos para poder evaluar la precisión de los métodos de imagen combinados. Una de las rocas, denominada EET 87503, es un fragmento de la superficie del gran asteroide Vesta, pero también contiene material de una variedad diferente de asteroides rica en agua.
El otro meteorito, GRA 06100, rico en hierro y níquel, está clasificado como condrita, una roca que no ha sido alterada por fusión u otros procesos desde los primeros días del sistema solar. También tiene una cantidad significativa de silicatos portadores de hidrógeno formados por exposición pasada al agua.
Para crear vistas tridimensionales de los meteoritos, los investigadores del NIST Jacob LaManna y Daniel Hussey, junto con colegas del Lunar and Planetary Institute en Houston, el Oak Ridge National Laboratory en Tennessee y la Universidad de Chicago, utilizaron rayos X y haces de neutrones para obtener imágenes de secciones transversales de las rocas. Luego se combinaron imágenes individuales de diferentes secciones transversales para crear una imagen 3D, una técnica conocida como tomografía. (Los médicos utilizan rutinariamente tomografías de rayos X, más comúnmente conocidas como tomografías computarizadas, para obtener imágenes del cuerpo humano).
Los métodos de imagen revelaron con precisión la ubicación de minerales ricos en metales, minerales de silicato, agua y otros compuestos hidrogenados en los dos meteoritos. Las imágenes de neutrones identificaron y caracterizaron los granos de condrita dentro de GRA 06100, que luego podrían extraerse para su posterior estudio. Las imágenes en 3D pueden probar las teorías de cómo el agua entró en la roca y qué camino tomó el líquido para alterar la composición de los minerales y unirse a la muestra, dijo Hussey.
Aunque el agua representa el 70% de la superficie de la Tierra, la forma exacta en que la sustancia llegó a nuestro planeta sigue siendo objeto de un debate de larga data. Algunos científicos planetarios sugieren que los meteoritos y los cometas, reliquias heladas del gélido sistema solar exterior, entregaron el agua, junto con los componentes básicos de las proteínas esenciales para la vida, después de que se formó el núcleo de nuestro planeta. Otros sugieren que la Tierra adquirió el agua durante su formación hace 4.500 millones de años a partir de partículas de gas y polvo que envolvieron al sol infantil y se juntaron para formar nuestro planeta.
El agua se presenta en dos formas: agua ordinaria, que consta de hidrógeno y oxígeno, y agua pesada, que consta de deuterio (hidrógeno con un neutrón añadido) y oxígeno. Una forma de determinar si los meteoritos fueron una fuente primaria de agua terrestre es comparar la abundancia relativa de estos dos tipos en las rocas con la abundancia relativa del agua sobre y debajo de la superficie de la Tierra. Los científicos planetarios han medido la abundancia de algunos meteoritos, pero necesitan examinar un número mayor.
Las imágenes de rayos X y de neutrones pueden ayudar en estos estudios. Al identificar la ubicación de los depósitos de minerales, metales y agua encerrados dentro de los meteoritos, las imágenes podrían guiar a los investigadores sobre cómo cortar mejor las secciones de las rocas para que puedan medir estas abundancias, así como la composición de otros compuestos.
El equipo del NIST utilizó el Centro NIST para la Investigación de Neutrones, una de las tres únicas fuentes de investigación de haces de neutrones en los EE. UU. Los investigadores informaron sobre su estudio en la edición de octubre de Meteoritics and Planetary Science.
El equipo ahora planea usar su técnica de imagen dual para estudiar meteoritos menos familiares para que su contenido de agua y minerales pueda ser mapeado en detalle por primera vez, dijo LaManna.
Con información de Phys.org
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