La ingestión de un cuerpo protoplanetario rico en azufre podría ayudar a explicar dos misterios persistentes en la historia de la formación de la Tierra. En sus inicios, la Tierra pudo haberse “tragado” a un planeta similar a Mercurio, pero mucho más grande. Esta “comida temprana” podría explicar el desconcertante problema de las capas de la Tierra, y podría explicar el campo magnético que hace que la vida aquí sea posible.
“Creemos que podemos darle a estos dos pájaros de un tiro”, dijo Bernard Wood, un geoquímico de la Universidad de Oxford que informó la idea hace unos días a la revista Nature. Si parece increíble que en 2015 todavía no sepamos cómo se formó nuestro mundo, teniendo en cuenta lo difícil que es dar un vistazo a su interior. Los más largos ejercicios más resistentes todavía no pueden perforar más allá de la corteza externa delgada de la Tierra.
Los canales naturales de roca caliente amablemente traen materiales a la superficie de la capa del manto profundo para que nosotros estudiemos, pero incluso estas columnas, de cientos de kilómetros de largo, parecen poco profundas cuando pensamos en que el centro del planeta se extiende por más de 3.700 kilómetros por debajo de nosotros.
Por lo tanto, poner en común la historia de la Tierra es algo tan dificil como tratar de adivinar cómo una torta fue hecha por la degustación de una chispa de chocolate y algunas migajas. Todavía hay mucho espacio para nuevas pruebas y nuevas ideas.
“Es un momento emocionante para estar en el campo”, aseguró el geoquímico Richard Carlson de la Institución Carnegie de Washington. “Muchas cosas están saliendo de los estudios de la Tierra profunda de la que no entendemos algunas cosas muy bien.”
La visión tradicional de cómo la Tierra se conformó empieza con el agrupamiento de desechos espaciales. Las rocas se asemejan a los meteoritos pedregosos que todavía llueven sobre nosotros hoy juntos en trozos cada vez más grandes. Exprimidos, golpeados y climatizada, un montón de escombros crecientes en última instancia se funden y luego se enfrían, formando capas lentamente durante miles de millones de años.
Migas geológicas estudiadas en la década de 1980 ayudaron a corroborar esta historia. Con la excepción de ciertos metales tales como el hierro, la mayoría de los cuales se cree que han hundido al núcleo de la Tierra, las rocas terrestres parecían estar hechas de más o menos la misma materia que las condritas, un grupo particular de meteoritos pedregosos.
Luego, hace aproximadamente una década, Carlson encontró espacio para la duda, después de comparar rocas de la Tierra y rocas espaciales utilizando mejores instrumentos. Su equipo investigó dos elementos raros con nombres inusuales y personalidades magnéticas: neodimio, un ingrediente en los imanes usados en los coches híbridos y los grandes aerogeneradores; y samario, común en los imanes de auriculares. Muestras terrestres contenían menos neodimio que samario de condritas, encontraron los investigadores.
Esta pequeña diferencia de sólo un pequeño porcentaje era aún difícil de explicar. Tal vez, Carlson especuló, una tierra refrigerada ha formado capas mucho más rápido de lo que se pensaba, en decenas de millones de años, en lugar de miles de millones. Una capa superior que se formó rápidamente agotaría el neodimio, equilibrada por una capa inferior que escondía el elemento que falta de profundidad en el manto. Sin embargo, no se ha encontrado evidencia de este depósito secreto.
Su tendencia a permanecer obstinadamente estancado en las profundidades es difícil de explicar, ya que el manto se agita como una sopa hirviente, a menudo trayendo sus ingredientes a la superficie, ya que crea volcanes. Y si la Luna nació cuando un cuerpo planetario se estrelló contra la Tierra, como se suele pensar, el derretimiento causado por el impacto debería haber mezclado el depósito en el manto.
En lugar de tratar de dar cuenta qué pasó con el neodimio escondido, a un segundo grupo de científicos se le ocurrió una manera de deshacerse de él. Se imaginaron una corteza enriquecida en neodimio que crece en las rocas de condríticos que la Tierra se hizo. Las colisiones entre estos objetos podrían haber raspado gran parte de esta capa exterior, haciendo del neodimio más raro.
Pero hay problemas con este punto de vista, también. No hay meteoritos que se hayan encontrado con composiciones similares a lo de los restos erosionados. También, la piel desprendida habría tomado mucho del calor de la Tierra. El uranio, torio y otros materiales radiactivos, que sabemos que son responsables de calor de nuestro planeta, también habrían terminado en la capa extirpada.
“Alrededor del 40% de los elementos generadores de calor de la Tierra se perderían en el espacio”, afirmó Ian Campbell, el geoquímico de la Universidad Nacional de Australia.
Con la esperanza de aferrarse a estos elementos críticos, Wood decidió modificar la química de la Tierra en su juventud. Él se inspiró en uno de los planetas más extraños de nuestro sistema solar: Mercurio. Químicamente hablando, el planeta más cercano al Sol es un lugar infernal cargado con lo que la ciencia moderna conoce como azufre.
¿Cómo formar capas en una Tierra joven si el planeta se parecía más a Mercurio? Para responder a esta pregunta, Wood añadió azufre a mezclas de elementos destinados a simular la composición de la Tierra primitiva. Preparó los planetas simulados a temperaturas tan calientes como la de quema de combustible de avión y les golpeó con un pistón a presiones cerca de 15.000 veces mayor que en el interior de una olla a presión típica de hogar.
Dosificado con suficiente azufre, los “proto-mundos” miniatura terminaron enterrados en neodimio mientras formaban sus capas, no en sus mantos falsos, pero más profundo aún en sus núcleos falsos. El neodimio atrapado en el núcleo podría ser responsable de la anomalía de Carlson. Este azufre extra podría haber venido de un objeto similar a Mercurio que azotó la creciente Tierra desde el principio, tal vez incluso el mismo objeto que se cree que ha formado la Luna, sugirió Wood.
“Necesitaríamos un cuerpo de 20 y 40% del tamaño de la Tierra.” También es posible que la Tierra creció en el inicio de un núcleo hecho no desde condritas pero desde otros escombros espaciales ricos en azufre. De cualquier manera, esta historia cósmica podría haber sentado las bases para el surgimiento de la vida en la Tierra. Eso es porque el azufre también habría ayudado a sacar el uranio y torio en el núcleo. El calor añadido a partir de estos elementos radiactivos podría ayudar a batir la parte exterior del núcleo, y este movimiento vigoroso de metal fundido está pensado para dar lugar a las corrientes que a su vez generan el campo magnético de la Tierra.
Sin magnetismo, las tortugas marinas y los capitanes no serían capaces de navegar, o incluso existir. La vida no habría sido posible en la superficie del planeta y sin la protección que el campo ofrece contra partículas de alta energía que salen del sol.
Los colegas de Wood describen su teoría como plausible. Pero al igual que las otras historias del origen que se han escrito en los últimos años sobre la Tierra, está lejos de ser definitiva. Por un lado, las temperaturas y presiones a las que llegaron en el experimento, tan extremo como fue, quedó muy lejos de las condiciones dentro de la “proto-Tierra”. Por otra parte, los estudios sobre cómo los terremotos viajan a través del interior del planeta han puesto límites a lo ligero que el núcleo puede ser, y el hecho de “tirar” un montón de azufre en el centro del planeta podría poner el núcleo incómodamente cerca de esos límites.
Para fortalecer su caso, Wood planea buscar en la tabla periódica de otros elementos con abundancias misteriosos que podrían ser explicadas por la adición de azufre a la mezcla primordial. Dada la historia del campo, va a ser dificil convencer a los científicos que duda de la teoría, pero como todo en el mismo campo, “tiene un 50 sobre 50% de probabilidad”.
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