Formación asombrosamente rápida de cuerpos planetarios

Un análisis de meteoritos arcaicos permite vislumbrar algunos detalles llamativos sobre la formación de la Tierra, la Luna y Marte.

En algún momento después de que los planetas de masa parecida a la de la Tierra y otros cuerpos rocosos no mucho menores completaron su fase inicial de formación por acreción a partir del material presente a su alrededor en el sistema solar, sus respectivas estructuras experimentaron un proceso de diferenciación por capas, que dio lugar esencialmente a un núcleo metálico, un manto de silicatos y una corteza. El proceso y otros fenómenos acaecidos durante la época incluyeron entre sus efectos un fuerte calentamiento. Las fuentes de este calor son el impacto de objetos celestes grandes, la desintegración de los radioisótopos de vida corta, y la conversión de energía que se produce a raíz de cuando los metales densos se separan de los silicatos ligeros. Diversos estudios indican que el manto de la Tierra y el de la Luna pudieron formarse hace más de 4.400 millones de años y el de Marte hace más de 4.500 millones de años.

En teoría, cuando un planeta u otro astro rocoso no mucho más pequeño se diferencia lo suficiente como para formar un núcleo, ciertos elementos, incluyendo osmio, iridio, rutenio, platino, paladio y renio, conocidos como elementos altamente siderófilos, se hunden hasta ingresar en el núcleo. Sin embargo, diversos estudios muestran que los mantos de la Tierra, la Luna y Marte contienen más cantidad de estos elementos de lo que deberían. Los científicos tienen varias teorías acerca de por qué ocurre esto. El equipo de Doug Rumble y Liping Qin del Instituto Carnegie de Ciencia, en Washington, D.C., James Day del Instituto Scripps de Oceanografía dependiente de la Universidad de California en San Diego, y Richard Walker de la Universidad de Maryland en College Park, de Estados Unidos las tres instituciones, han evaluado estas teorías mediante el análisis de meteoritos conocidos como diogenitas.

Vesta. (Foto: NASA)


Las diogenitas son meteoritos de un tipo que según parece provienen del asteroide Vesta, o de un astro similar. Figuran entre los ejemplos más antiguos en el sistema solar del procesamiento de productos químicos relacionado con el calor. Además, Vesta u otros grandes astros progenitores, sufrieron un grado de diferenciación similar al de la Tierra, con el resultado de que esos cuerpos celestes son, en algunos aspectos geológicos, como maquetas de un planeta de tipo terrestre.

El equipo de investigación examinó siete diogenitas halladas en la Antártida y dos que cayeron en un desierto africano. Los autores del estudio fueron capaces de confirmar que estas muestras procedían de como mínimo dos astros progenitores, y que la cristalización de sus minerales se produjo hace 4.600 millones de años, sólo 2 millones de años después de la condensación de los sólidos más antiguos de nuestro sistema solar.

El examen de las muestras indica que los elementos muy siderófilos presentes en las diogenitas, estuvieron presentes durante la formación de las rocas, lo que sólo pudo suceder si se produjo una agregación tardía por acreción de estos elementos después de que tuviera lugar la formación del núcleo. La cronología de esta acreción tardía resulta ser anterior a lo que se creía hasta ahora, y muy anterior a procesos similares que ocurrieron en la Tierra, Marte o la Luna.

Quizá lo más asombroso de los resultados del análisis es que demuestran que la acreción, la formación del núcleo, la diferenciación primaria y la acreción tardía, se completaron todas ellas en tan sólo dos o tres millones de años en algunos de los astros progenitores, un abrir y cerrar de ojos en la escala geológica del tiempo. En el caso de la Tierra, esos procesos fueron luego seguidos por la formación de la corteza, el desarrollo de la atmósfera y el establecimiento de la tectónica de placas, entre otros procesos geológicos, de tal modo que la acción de todos estos agentes borró las huellas dejadas por los procesos iniciales.

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