Resumen:
Hace unos 4.500 millones de años, la Tierra y Marte nacieron juntos a partir de nubes de gas y polvo que orbitaban alrededor del joven Sol. Sin embargo, un nuevo estudio muestra que, aunque los dos planetas vecinos se formaron en el mismo sistema solar, es posible que hayan experimentado procesos de crecimiento completamente diferentes.
Este estudio dirigido por un equipo de investigación de la Universidad de Copenhague en Dinamarca propuso que la Tierra y Marte no se formaron mediante la misma proporción de mecanismos de acumulación de material, sino que se basaron en diferentes "recetas de materia prima" durante el proceso de crecimiento del planeta. Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista Nature Astronomy.
Anders Johansen, uno de los líderes del estudio y profesor del Instituto de Estudios Globales de la Universidad de Copenhague, dijo que el hallazgo más sorprendente es que la Tierra y Marte parecen haber adoptado diferentes modos de formación. Intuitivamente, dos planetas formados en el mismo sistema solar y en regiones adyacentes deberían tener historias de crecimiento más similares.
En la actualidad, la comunidad científica planetaria cree generalmente que los planetas rocosos se forman principalmente de dos maneras. Uno es un proceso llamado "colisión de cuerpos planetarios", en el que grandes objetos rocosos continúan chocando y fusionándose; el otro es la "acreción de guijarros", en la que los objetos más grandes continúan capturando una gran cantidad de partículas más pequeñas y crecen gradualmente. Muchos estudios creen que la situación real puede ser el resultado de una combinación de dos mecanismos.
Una nueva investigación respalda este modelo híbrido, pero sugiere que la Tierra y Marte dependen de ambos mecanismos de manera significativamente diferente.
Wang Haiyang, primer autor del estudio y profesor asistente de la Universidad de Copenhague, dijo que los resultados de la investigación muestran que al menos el 75% de la masa de la Tierra proviene de dos protoplanetas jóvenes, y estos protoplanetas crecen y crecen principalmente mediante la acumulación de una gran cantidad de pequeñas partículas de "guijarros". Las colisiones planetesimales contribuyen aproximadamente al 25% de la masa restante de la Tierra.
Por el contrario, el camino de formación de Marte muestra casi la tendencia opuesta. El equipo de investigación estima que aproximadamente el 75% de la masa de Marte proviene de la colisión y fusión de cuerpos planetesimales, mientras que la contribución de la acumulación de guijarros sólo representa aproximadamente una cuarta parte.
Para reconstruir la historia de la formación hace miles de millones de años, el equipo de investigación no se basó en simulaciones astrodinámicas tradicionales, sino que buscó pistas en las firmas químicas que la Tierra y Marte conservan hoy.
Los investigadores se centraron en analizar elementos volátiles en la corteza y el manto de los dos planetas, incluidos el sodio, el zinc y el potasio. Estos elementos se evaporan fácilmente a altas temperaturas, por lo que sus niveles actuales reflejan la historia de calentamiento y evolución del planeta durante su formación.
Luego, el equipo comparó estas firmas químicas con simulaciones por computadora para probar si diferentes modelos de formación podrían reproducir la distribución de elementos observada hoy.
Johnson dijo que este trabajo es esencialmente una "investigación detectivesca cósmica" que abarca 4.500 millones de años. Aunque la mayor parte de la evidencia original desapareció hace mucho tiempo, la composición química de los mantos de la Tierra y Marte aún conserva rastros de su formación y puede considerarse como "huellas dactilares" de procesos evolutivos tempranos.
Los investigadores señalaron que todavía existen ciertas incertidumbres en el modelo actual, porque la comunidad científica aún no conoce la composición precisa de todos los materiales originales en las primeras etapas de la formación del sistema solar. Pero incluso cuando se prueban bajo diferentes supuestos, los resultados apuntan repetidamente a la misma conclusión: la Tierra y Marte probablemente siguieron caminos de crecimiento diferentes.
El equipo de investigación cree que este descubrimiento no sólo ayuda a explicar por qué existen enormes diferencias entre los planetas del sistema solar, sino que también puede proporcionar una referencia importante para estudiar los planetas rocosos alrededor de otras estrellas. Al comprender cómo los diferentes mecanismos de formación dan forma a la estructura y composición planetaria, los científicos podrán determinar con mayor precisión en el futuro qué exoplanetas tienen un potencial evolutivo similar al de la Tierra y si tienen las condiciones para sustentar la vida.
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