Alrededor del 70% de la superficie de nuestro planeta Tierra está cubierta de agua. Estamos enclavados en nuestro sistema solar a la distancia justa del Sol para que exista esta agua líquida. Si estuviéramos más lejos, el agua estaría congelada. Más cerca, las temperaturas serían demasiado elevadas y correríamos el riesgo de que se produjera un efecto invernadero desbocado, similar al que se produce en la abrasadora superficie de Venus. Nuestra posición, ni demasiado fría ni demasiado caliente, en la llamada «zona de Ricitos de Oro» es bastante buena porque, por supuesto, el agua es necesaria para la vida.
¿Pero cómo llegó esa agua hasta aquí? El agua es una característica definitoria de nuestro planeta y desempeña un papel tan importante en nuestra vida cotidiana. Entender cómo llegó el agua a la Tierra es una parte clave para entender cómo y cuándo evolucionó la vida aquí también. Pero ni siquiera sabemos cómo llegó a la Tierra. Los científicos siguen investigando activamente cómo nuestro planeta llegó a ser tan húmedo en primer lugar.
La Tierra primitiva
Nuestra imagen actual de la formación de los planetas comienza con un disco protoplanetario, es decir, un gran disco de gas y polvo que gira alrededor de nuestro Sol recién formado. A medida que los granos de polvo y hielo del disco interactúan entre sí, esos granos comienzan a formar grupos cada vez más grandes. Con el tiempo, esos cúmulos forman lo que llamamos planetesimales, los componentes básicos de los planetas rocosos y gigantes.
Pero en el período inicial de la formación de nuestro sistema solar, ese disco estaba mucho más caliente en la posición en la que se encuentra ahora nuestra Tierra. Así que, aunque lo más probable es que hubiera moléculas de agua en el amasijo de escombros que formaba el disco, hacía demasiado calor para que el agua se condensara en un líquido, lo que provocó que se evaporara en su lugar. Además, la Tierra primitiva aún no tenía atmósfera, por lo que era más fácil que las gotas de agua líquida fueran expulsadas al espacio. Esto nos deja con un pequeño rompecabezas. Si la Tierra no pudo formarse a partir del disco con sus océanos ya intactos, ¿cómo llegaron hasta aquí?
Cometas vs. Asteroides
Si el agua de la Tierra no se formó junto con la Tierra, entonces, sospechan los científicos planetarios, debió llegar más tarde a través de un mensajero extraterrestre. Tanto los asteroides como los cometas visitan la Tierra y se sabe que albergan hielo. (¿No estás seguro de la diferencia entre un asteroide y un cometa? Consulta mi episodio anterior). De hecho, los modelos de las composiciones de asteroides y cometas sugieren que incluso albergan suficiente hielo como para haber entregado una cantidad de agua igual a la de los océanos de la Tierra.
Entonces, ¿problema resuelto? No del todo. ¿Fue un cometa o un asteroide el que trajo el agua a la Tierra? ¿Fue un solo evento, o muchos? Y ¿cuánto tiempo hace que ocurrió?
Una forma de determinar si fue un asteroide o un cometa el que nos trajo nuestros océanos es observar la composición química de estos objetos cósmicos y compararla con la de la Tierra para ver cuáles se parecen más. Por ejemplo, una molécula de agua siempre tiene 10 protones (8 de su molécula de oxígeno y uno de sus moléculas de hidrógeno) y suele tener 8 neutrones (sólo de la molécula de oxígeno). Pero diferentes isótopos del agua pueden tener neutrones adicionales. El agua pesada, por ejemplo, es lo que llamamos agua hecha de oxígeno y deuterio, que es un isótopo del hidrógeno, o simplemente hidrógeno con un neutrón añadido.
Un estudio publicado en la revista Science en 2014 analizó las cantidades relativas de diferentes isótopos de agua -moléculas de agua con diferente número de neutrones- en meteoritos que se cree que cayeron a la Tierra desde el antiguo asteroide Vesta. Vesta es el segundo objeto más grande del Cinturón de Asteroides y tiene una superficie con muchos cráteres que sugiere un pasado violento lleno de colisiones.
Las muestras de roca de Vesta tenían la misma distribución de isótopos que se observa en la Tierra. Ahora bien, eso no significa que Vesta fuera necesariamente la fuente de nuestra agua, sino que un objeto u objetos similares a Vesta en edad y en composición podrían ser los responsables.
Pero la disputa aún está lejos de estar resuelta. Durante un tiempo, los estudios de los cometas parecían respaldar la idea de que el agua de la Tierra procedía de los asteroides. La reciente nave espacial Rosetta fue la primera en orbitar un cometa y también la primera en enviar un módulo de aterrizaje (llamado Philae) a la superficie del cometa. Gracias a Rosetta y Philae, los científicos descubrieron que la proporción entre el agua pesada (agua hecha de deuterio) y el agua «normal» (hecha de hidrógeno normal y corriente) en los cometas era diferente a la de la Tierra, lo que sugiere que, como mucho, el 10% del agua de la Tierra podría haberse originado en un cometa.
Sin embargo, en 2018, un paso cercano del cometa 46P/Wirtanen permitió a los científicos planetarios echar un vistazo más detallado a su composición isotópica utilizando SOFIA, un jumbo con un telescopio a bordo -muy chulo-. Comprobaron que el cometa tenía proporciones de deuterio e hidrógeno similares a las de la Tierra. Entonces, ¿qué diferencia a este cometa del estudiado por Rosetta y Philae?
Bueno, el cometa 46P/Wirtanen pertenece a una clase de lo que se conoce como cometas «hiperactivos», lo que significa que liberan más agua al acercarse al Sol que un cometa normal. ¿Cómo lo hacen? Cuando un cometa normal se acerca al calor del Sol, las partículas de hielo de su núcleo se subliman o pasan directamente de hielo sólido a gas, que puede condensarse después en agua líquida si llegara, por ejemplo, a la superficie de un planeta. Pero un cometa hiperactivo no sólo pierde el hielo de su núcleo, sino también las partículas ricas en hielo de su atmósfera que se calentaron previamente y se desprendieron del núcleo, pero que aún permanecen en él. Esas partículas heladas pueden ser lo que hace que los cometas hiperactivos tengan proporciones de isótopos más similares a las de la Tierra.
Así que, aunque los cometas hiperactivos son más raros, el hecho de que tengan presupuestos de isótopos similares a los que se ven en la Tierra los vuelve a poner en la carrera por ser el portador de agua cósmica de la Tierra.
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