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Las rocas volcánicas indican el origen del agua de la Tierra

El origen del agua de la Tierra ha desconcertado a los científicos durante décadas. Los cometas helados que chocan con el planeta parecían donantes naturales, pero muchos cometas tienen una química del agua diferente a la de los océanos terrestres. Los asteroides rocosos que contienen agua podrían haber empapado el joven planeta, pero los análisis de los meteoritos -los restos de los asteroides en la Tierra- muestran que al planeta actual le falta el material que esos impactos deberían haber dejado.

Una investigación publicada hoy en Science1 aporta pruebas de una teoría diferente: que el agua ha estado presente desde que se formó la Tierra, atrapada en granos de polvo que se agregaron para formar un planeta. Las mediciones de las rocas volcánicas sugieren que al menos parte del agua de la Tierra podría tener esos orígenes primordiales.

La Tierra es como un aguacate, dice Steve Mojzsis, geólogo de la Universidad de Colorado en Boulder. La piel y el hueso del aguacate son como la corteza y el núcleo de la Tierra, y en medio se encuentra el fruto, el manto, en el caso de la Tierra.

A lo largo de la historia del planeta, las fuerzas tectónicas agitaron la corteza y las partes superiores del manto, añadiendo nuevo material a la mezcla cuando la Tierra colisionó con otros habitantes rocosos del Sistema Solar. Pero las partes más profundas del manto permanecieron relativamente intactas, y el material que viaja a través de plumas volcánicas hacia la superficie puede proporcionar pistas sobre la formación temprana del planeta.

El misterio se profundiza

Para buscar la firma química del agua primitiva, Lydia Hallis, científica planetaria de la Universidad de Hawai en Honolulu, y sus colegas estudiaron esas rocas volcánicas. Las muestras, procedentes de Islandia y de la isla de Baffin (Canadá), contenían material que había surgido de las profundidades del manto.

Cuando este material sube a la superficie de la Tierra y se derrama en forma de lava, puede endurecerse rápidamente y atrapar agua y otros compuestos del manto profundo en burbujas cristalizadas conocidas como inclusiones de fusión. Tras localizar estas regiones con microscopios, los investigadores pudieron vaporizarlas y analizar su composición con un espectrómetro de masas.

El equipo examinó las proporciones de dos isótopos del hidrógeno -el hidrógeno ordinario y el deuterio, más pesado-, cualquiera de los cuales puede emparejarse con el hidrógeno y el oxígeno para formar agua. La proporción de los isótopos puede servir como firma del origen del agua.

Los niveles de deuterio en las inclusiones eran relativamente bajos en comparación con los de los océanos de la Tierra, pero similares a los encontrados en algunas familias de meteoritos, lo que indica que la Tierra y el asteroide madre de los meteoritos pueden haberse formado de forma similar. Los autores sostienen que la baja proporción se debe a que el material profundo con una proporción aún más baja sube a la superficie y recoge el deuterio del manto superior. Llegan a la conclusión de que alrededor del 20% del agua de sus muestras podría haber estado allí cuando se formó la Tierra.

Caliente pero húmedo

Esto podría deberse a que el agua se adhiere a los granos de polvo en el disco arremolinado del Sistema Solar primitivo, sugiere el artículo. Aunque en la ubicación de la Tierra en el disco primitivo hacía calor, los cálculos2 sugieren que si los granos tenían una superficie fractal, podrían haber recogido suficiente agua.

“Independientemente de todas estas incertidumbres, se trata de una medida interesante”, afirma David Jewitt, científico planetario de la Universidad de California en Los Ángeles.

En última instancia, dice Jewitt, probablemente no haya un único origen para toda el agua de la Tierra. “El agua que tenemos tiene que ser una mezcla de todas estas fuentes diferentes y posiblemente de otras en las que todavía no hemos pensado”, dice.

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