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El Sol pudo generar la mitad del agua de la Tierra

Se pensaba que los asteroides ricos en agua habían llenado los océanos de nuestro planeta, pero ahora un equipo de científicos cree haber descubierto otra fuente inesperada e igual de importante: el viento solar, que activa la formación de moléculas de agua sobre los granos de polvo extraterrestre.

Esquema de la meteorización solar sobre el polvo espacial con generación de agua en su superficie. / Universidad de Glasgow

El origen de los océanos de la Tierra es una cuestión que se plantea desde hace tiempo en las ciencias planetarias. Una de las teorías más aceptadas señala que un tipo de roca espacial rica en agua, en concreto los asteroides tipo C y los meteoritos condritos carbonáceos, podrían haberla traído a la Tierra en las etapas finales de su formación, hace unos 4.600 millones de años.

Sin embargo, cuando se mide la composición isotópica del agua de esas rocas extraterrestres, en promedio, no coincide exactamente con la del agua de la Tierra. La de los asteroides es ligeramente más pesada (tiene más deuterio) que la que hay en nuestro planeta.

Tras analizar muestras del asteroide Itokawa, los autores plantean que el viento solar favoreció la formación de moléculas de agua en la superficie de los granos de polvo extraterrestres, que luego cayeron a la Tierra

Esto significa que se necesita otra reserva de agua extraterrestre isotópicamente ligera para equilibrar las cuentas y, hasta ahora, no se han encontrado otras fuentes ricas en agua o hidrógeno en nuestro sistema solar que lo sean (es decir, más pobres en deuterio que la Tierra), excepto una, nuestra propia estrella: el Sol.

Un equipo de investigadores del Reino Unido, Australia y Estados Unidos publica esta semana en la revista Nature Astronomy un estudio donde, tras realizar nuevos análisis a un antiguo asteroide, plantean que el viento solar favoreció que los granos de polvo extraterrestres trajeran el agua a nuestro planeta.

“Utilizamos una técnica relativamente nueva en la ciencia planetaria llamada tomografía de sonda atómica, que puede medir literalmente átomos y moléculas individuales (incluida el agua) y nos permite ver la composición atómica y la estructura de los materiales”, explica a SINC el autor principal, Luke Daly, de la Universidad de Glasgow (Reino Unido).

Muestras del asteroide Itokawa de la misión Hayabusa

Respecto al origen de las muestras, aclara: “Tuvimos la suerte de que la misión Hayabusa de la Agencia Espacial Japonesa nos proporcionara un par de partículas del asteroide Itokawa para estudiar cómo la superficie del grano se ve afectada por la intemperie espacial (una combinación de radiación dañina de los rayos cósmicos galácticos, impactos de micrometeoritos y viento solar)”.

Los investigadores han calculado que la cantidad de agua que se implanta en los pequeños granos por el viento solar es de unos 20 litros por metro cúbico de tierra de asteroide 

Mediante la sonda atómica, localizada en la Universidad Curtin (Australia), el equipo ha observado una fina capa (de unos 50-60 nanómetros) rica en agua (hasta un 1 %) en la zona superficial de un pequeño grano del asteroide Itokawa.

Los científicos han confirmado que esta agua del asteroide es de origen extraterrestre, y no porque los granos analizados se pudieran haber contaminado al llegar a la Tierra, gracias a comparaciones con muestras de minerales similares irradiados con deuterio (en lugar del hidrógeno propio del agua), facilitadas por la NASA y diversas universidades de EE UU.

“Esta agua es producida por el viento solar, que es una corriente de iones de hidrógeno procedentes del sol y que cuando impacta con rocas en el espacio roban átomos de oxígeno para producir agua (H2O) en la superficie más próxima del grano”, puntualiza Daly. 

Esquema del Sol, el viento solar y el asteroide Iitokawa. / Universidad Curtis

De esta forma, los investigadores pudieron calcular que la cantidad de agua que se implanta en los pequeños granos por el viento solar es de unos 20 litros por metro cúbico de roca o tierra del asteroide. “Y esto es mucho –subraya el investigador– y nos hizo pensar en las implicaciones que podría tener para el origen de los océanos en la Tierra”.  

“El agua producida por el viento solar en la superficie exterior de pequeñas rocas tiene esa composición isotópica ligera como el Sol, y en el sistema solar primitivo había mucho polvo de grano fino de este tipo. Entonces, este polvo rico en agua por el viento solar caería sobre la Tierra primitiva junto a asteroides ricos en agua también, y juntos podrían proporcionar la mezcla correcta para explicar las proporciones de agua de nuestro planeta y su composición isotópica”.

Medio vaso de sol por vaso de agua

Los autores han realizado estimaciones con conjuntos de diferentes tipos de asteroides y partículas de grano fino irradiadas por el viento solar y, según Daly, “para la mezcla más razonable de asteroides, hasta el 50 % del agua de la Tierra podría proceder del polvo de grano fino que ha sido afectado por el viento solar y el 50 % restante sería probablemente de asteroides de tipo C ricos en agua. Es decir, medio vaso de sol por vaso de agua”.

Obtener agua en la Luna

El mismo proceso de meteorización espacial se puede producir en planetas y satélites sin aire, como la Luna, lo que significa que los astronautas podrían generar agua fresca directamente del polvo de sus superficies

Luke Daly (U. de Glasgow)

El científico también recuerda que este estudio podría ayudar a las futuras misiones espaciales: “Una de las barreras es cómo obtener suficiente agua sin tener que llevar provisiones. El mismo proceso de meteorización espacial que creó el agua en Itokawa probablemente se produjo en otros planetas sin aire”.

“Y esto significa que los astronautas podrían generar agua fresca directamente del polvo de la superficies de planetas o satélites –concluye–. Por ejemplo, el proyecto Artemis de la NASA se propone establecer una base permanente en la superficie lunar, y si esta tiene una reserva de agua procedente del viento solar como la detectada en esta investigación, representaría un enorme y valioso recurso para ayudar a lograr ese objetivo”.

Referencia:

Luke Daly et al. “Solar wind Contributions to the Earth's Oceans”. Nature Astronomy, 2021

Fuente:
SINC
Derechos: Creative Commons.
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