El potasio de la Tierra llegado por un servicio de entrega de meteoritos encuentra una nueva investigación dirigida por Nicole Nie y Da Wang de Carnegie. Su trabajo, publicado en Science, muestra que algunos meteoritos primitivos contienen una mezcla diferente de isótopos de potasio que los que se encuentran en otros meteoritos más procesados químicamente. Estos resultados pueden ayudar a dilucidar los procesos que dieron forma a nuestro sistema solar y determinaron la composición de sus planetas.
“Las condiciones extremas que se encuentran en los interiores estelares permiten que las estrellas fabriquen elementos mediante la fusión nuclear”, explicó Nie, ex postdoctorado de Carnegie ahora en Caltech. “Cada generación estelar siembra la materia prima de la que nacen las generaciones posteriores y podemos rastrear la historia de este material a lo largo del tiempo”.
Parte del material producido en el interior de las estrellas puede expulsarse al espacio, donde se acumula como una nube de gas y polvo. Hace más de 4500 millones de años, una de esas nubes colapsó sobre sí misma para formar nuestro sol.
Los restos de este proceso formaron un disco giratorio alrededor de la estrella recién nacida. Eventualmente, los planetas y otros objetos del sistema solar se fusionaron a partir de estos restos, incluidos los cuerpos principales que luego se separaron para convertirse en asteroides y meteoritos.
“Al estudiar las variaciones en el registro isotópico conservado dentro de los meteoritos, podemos rastrear los materiales de origen a partir de los cuales se formaron y construir una línea de tiempo geoquímica de la evolución de nuestro sistema solar”, agregó Wang, quien ahora se encuentra en la Universidad Tecnológica de Chengdu.
Cada elemento contiene un número único de protones, pero sus isótopos tienen un número variable de neutrones. La distribución de diferentes isótopos del mismo elemento en todo el sistema solar es un reflejo de la composición de la nube de material de la que nació el sol. Muchas estrellas contribuyeron a esta llamada nube molecular solar, pero sus contribuciones no fueron uniformes, lo que puede determinarse estudiando el contenido isotópico de los meteoritos.
Wang y Nie, junto con los colegas de Carnegie Anat Shahar, Zachary Torrano, Richard Carlson y Conel Alexander, midieron las proporciones de tres isótopos de potasio en muestras de 32 meteoritos diferentes.
El potasio es particularmente interesante porque es lo que se llama un elemento moderadamente volátil, que se llama así por tener puntos de ebullición relativamente bajos que hacen que se evaporen con bastante facilidad. Como resultado, es un desafío buscar patrones que sean anteriores al sol en las proporciones isotópicas de los volátiles; simplemente, no permanecen en las condiciones calientes de formación de estrellas el tiempo suficiente para mantener un registro fácilmente legible.
“Sin embargo, utilizando instrumentos muy sensibles y adecuados, encontramos patrones en la distribución de nuestros isótopos de potasio que fueron heredados de materiales presolares y diferían entre los tipos de meteoritos”, dijo Nie.
Descubrieron que algunos de los meteoritos más primitivos del sistema solar que se formaron en el sistema solar exterior, llamados condritas carbonáceas, contenían más isótopos de potasio que fueron producidos por enormes explosiones estelares, llamadas supernovas. Mientras que otros meteoritos, los que chocan con más frecuencia contra la Tierra, llamados condritas no carbonáceas, contienen las mismas proporciones de isótopos de potasio que se ven en nuestro planeta de origen y en otras partes del sistema solar interior.
“Esto nos dice que, como una masa de pastel mal mezclada, no hubo una distribución uniforme de materiales entre los confines del sistema solar donde se formaron las condritas carbonáceas y el sistema solar interior, donde vivimos”, concluyó Shahar.
Durante años, Carnegie Earth y los científicos planetarios han trabajado para revelar los orígenes de los elementos volátiles de la Tierra. Algunos de estos elementos pueden haber sido transportados aquí desde el sistema solar exterior en la parte posterior de las condritas carbonáceas. Sin embargo, dado que el patrón de isótopos de potasio presolares encontrados en condritas no carbonáceas coincide con el observado en la Tierra, estos meteoritos son la fuente probable del potasio de nuestro planeta.
“Recientemente, los científicos desafiaron una creencia que alguna vez se mantuvo durante mucho tiempo de que las condiciones en la nebulosa solar que dio a luz a nuestro sol eran lo suficientemente calientes como para quemar todos los elementos volátiles”, agregó Shahar. “Esta investigación proporciona nueva evidencia de que los volátiles podrían sobrevivir a la formación del sol”.
Se necesita más investigación para aplicar este nuevo conocimiento a nuestros modelos de formación de planetas y ver si ajusta las creencias arraigadas sobre cómo surgieron la Tierra y sus vecinos.
Con información de Science
