El agua del interior de la Tierra y la Luna tiene un origen común

Una nueva investigación demuestra que elaguadel interior de laTierray dentro del manto de laLunatiene un origen común: proviene demeteoritos primitivos, lo que plantea nuevas preguntas sobre el proceso por el que se formó la Luna. El agua es quizás la molécula más importante en el sistema solar, por lo que averiguar de dónde viene y cómo se distribuye dentro y entre los planetas puede ayudar a los científicos a entender cómo se formaron y evolucionaron.

Se cree que la Luna se formó a partir de un disco de escombros que quedó cuando un objeto gigante golpeó la Tierra hace 4,5 millones de años. Los científicos han asumido durante mucho tiempo que el calor de un impacto de ese tamaño haría que el hidrógeno y otros elementos volátiles hirvieran en el espacio, es decir, que la Luna comenzara completamente seca. Sin embargo, recientemente, una nave de la NASA y una nueva investigación de muestras de las misiones Apolo han demostrado que la Luna tiene realmente agua, tanto en su superficie como por debajo.

Al mostrar que el agua en la Luna y en la Tierra proviene de la misma fuente, este nuevo estudio ofrece una prueba más de que el agua de la Luna ha estado allí todo el tiempo. "La explicación más simple para lo que hemos encontrado es que no había agua en la proto-Tierra en el momento del impacto gigante --dijo Alberto Saal, profesor asociado de Ciencias Geológicas de la Universidad de Brown y autor principal del estudio--. Parte de este agua sobrevivió al impacto y eso es lo que vemos en la Luna".

La investigación, publicada en 'Science Express', fue coescrita por Erik Hauri, del Instituto Carnegie de Washington; James Van Orman, de la 'Case Western Reserve University', y Malcolm Rutherford, de la Universidad de Brown, todas en Estados Unidos.

Muestras

Para encontrar el origen del agua de la Luna, los científicos observaron inclusiones de fusión que se encuentran en las muestras traídas en las misiones Apolo. Las inclusiones de fusión son pequeños puntos de vidrio volcánico atrapado en cristales llamados olivino. Los cristales impiden que el agua escape durante una erupción y permiten a los investigadores tener una idea de cómo es el interior de la Luna.

La investigación de 2011, dirigida por Hauri, encontró que las inclusiones de fusión tienen mucha agua, tanto agua como las lavas que forman el fondo oceánico de la Tierra. Este estudio tuvo como objetivo encontrar el origen de esa agua, para lo que los científicos analizaron la composición isotópica del hidrógeno atrapado en las inclusiones. "Para entender el origen del hidrógeno, necesitábamos una huella digital --dijo Saal--. Lo que se utiliza como una huella dactilar es la composición isotópica".

Microsonda

Con el uso del multicolector microsonda de iones Cameca NanoSIMS 50L en el Instituto Carnegie, los investigadores midieron la cantidad de deuterio en las muestras en comparación con la cantidad de hidrógeno normal. El deuterio es un isótopo del hidrógeno con un neutrón extra y las moléculas de agua procedentes de diferentes lugares del sistema solar tienen diferentes cantidades de deuterio. En general, las cosas que se forman cerca del Sol tienen menos deuterio que las que se crean más lejos.

Saal y sus colegas encontraron que la proporción de deuterio / hidrógeno en las inclusiones de fusión es relativamente baja e igualó la proporción encontrada en condritas carbonáceas, meteoritos procedentes del cinturón de asteroides cerca de Júpiter que se cree que son uno de los objetos más antiguos del sistema solar. Eso significa que el origen del agua en la Luna es de meteoritos primitivos, no cometas, como algunos científicos pensaban.

Los cometas, como los meteoritos, son conocidos por llevar agua y otros compuestos volátiles, pero la mayoría de los cometas se forman en los confines del sistema solar en una formación llamada la Nube de Oort. Debido a que se crean tan lejos del sol, tienden a tener altas proporciones de deuterio / hidrógeno, mucho más altas que en el interior de la Luna, donde las muestras en este estudio provienen.

"Las medidas en sí eran muy difíciles --dijo Hauri-- pero los nuevos datos proporcionan, sin embargo, la mejor prueba de que las condritas que contienen carbono son una fuente común de los volátiles en la Tierra y la Luna, y tal vez todo el sistema solar interior".

Fuente común

Investigaciones recientes han encontrado que hasta un 98% del agua en la Tierra también proviene de meteoritos primitivos, lo que sugiere una fuente común de agua en la Tierra y en la Luna. La manera más fácil de explicar es que el agua ya estaba presente en la Tierra primitiva y fue trasladada a la Luna, afirma este investigador.

El hallazgo no es necesariamente incompatible con la idea de que la Luna se formó por un impacto gigante con la Tierra primitiva, pero presenta un problema. Si la Luna está hecha de material que vino de la Tierra, tiene sentido que el agua compartiría una fuente común, pero aún existe la pregunta de cómo el agua pudo sobrevivir a un choque tan violento.

"El impacto de alguna manera no hizo que todo el agua se perdiera. Pero no sabemos cuál fue ese proceso", dijo Saal. Según los investigadores, esto sugiere que hay algunos procesos importantes que todavía no se entienden acerca de cómo se forman los planetas y satélites. "Nuestro trabajo sugiere que incluso elementos altamente volátiles no se pueden perder por completo durante un impacto gigante", agregó Van Orman, quien apuesta por seguir investigando para descubrir más sobre qué provocan los impactos gigantes.