Los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto que material "proto-Tierra" de las primeras etapas de formación de la Tierra aún puede conservarse en las profundidades de la Tierra. Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo por qué la composición general de la Tierra no coincide exactamente con la mezcla de materiales de los meteoritos antiguos. Una hipótesis es que el material absorbido por la Tierra durante el período "proto-Tierra" (es decir, en las primeras etapas antes de la formación de la Luna) no es el mismo que el material obtenido tras el impacto gigante.
Para verificar este punto de vista, el equipo del MIT se asoció con múltiples instituciones de investigación para utilizar la espectrometría de masas de ionización térmica para medir con precisión el potasio-40 y otros isótopos en rocas terrestres en diferentes momentos y a diferentes profundidades. La investigación ha descubierto que en los primeros días de la Tierra, la Tierra era un planeta rocoso y caliente, y luego se produjo una gran colisión: un objeto del tamaño de Marte chocó violentamente con la joven Tierra. El impacto fue tan poderoso que derritió por completo el interior de la Tierra y cambió su composición química. Durante mucho tiempo, la comunidad científica ha creído ampliamente que la colisión había borrado todos los rastros de la existencia original de la Tierra.
Sin embargo, las últimas investigaciones del MIT dan una respuesta diferente. Los científicos han descubierto pistas químicas únicas en rocas antiguas profundas que tienen combinaciones de isótopos de potasio que son marcadamente diferentes del material terrestre moderno. Ni los impactos espaciales posteriores ni las actividades geológicas actuales pueden explicar este desequilibrio. Se especula que esta característica es muy probablemente un remanente del período primitivo de la Tierra, que escapó milagrosamente de la asimilación y reescritura del impacto devastador original.
La Dra. Nicole Nie del MIT dijo: "Esta puede ser la primera confirmación directa de que el material terrestre original ha sido preservado. Vemos 'fragmentos' terrestres extremadamente antiguos que incluso son anteriores al impacto gigante. Esto es sorprendente porque, en teoría, esta característica terrestre más antigua debería desaparecer gradualmente a lo largo de la larga evolución".
En 2023, el equipo del Dr. Nie estudió meteoritos de todo el mundo. Estos meteoritos se formaron en diferentes partes del sistema solar y registraron la clave de la evolución química del sistema solar. Los científicos han descubierto que el potasio tiene tres isótopos (39, 40 y 41). En la Tierra, 39 y 41 son dominantes, y 40 es extremadamente raro. Sin embargo, las proporciones de isótopos de potasio en los meteoritos son diferentes. Esta "anomalía del potasio" implica que contienen materiales primitivos antes de la formación de la tierra.
Este estudio realizó un análisis en profundidad de muestras de la Tierra, incluidas rocas máficas arcaicas y basaltos de islas oceánicas modernas de Groenlandia, Canadá y Hawái. Disolvieron muestras de rocas en ácido para extraer el potasio y utilizaron un espectrómetro de masas para medir con precisión las proporciones de isótopos. Los resultados muestran que estas rocas antiguas tienen niveles inusualmente bajos de potasio-40, que es más escaso que en otras partes de la Tierra y rara vez se ve como la arena marrón entre las partículas amarillas de una playa.
El equipo también utilizó simulaciones para analizar las tendencias cambiantes del potasio-40 durante la evolución de la Tierra desde su formación hasta los impactos, el calentamiento y la mezcla posteriores. Los modelos muestran que los niveles de potasio-40, ya sea por grandes impactos o procesos geológicos posteriores, generalmente aumentan ligeramente, pero estas muestras antiguas mantienen niveles inusualmente bajos y se consideran restos raros e inalterados de la Tierra primitiva.
El estudio señaló que las rocas con un contenido anormalmente bajo de potasio-40 pueden ser restos de la "Tierra primitiva" y sus características químicas aún son diferentes de las muestras de meteoritos existentes. El Dr. Nie dijo: "Los científicos han estado tratando de inferir la estructura química original de la Tierra a través de la composición de varios tipos de meteoritos, y nuestra investigación muestra que el catálogo de meteoritos existente está lejos de estar completo, y todavía queda mucho por descubrir sobre la historia del origen de la Tierra".
Los artículos relevantes se publicaron en la revista Nature Geoscience.