23/Jun/08

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Pistas químicas apuntan a un origen de polvo para los planetas terrestres

Niveles de sodio más altos que los esperados encontrados en un meteorito de 4.600 millones de años sugieren que las nubes de polvo de las que se formaron los componentes básicos de la Tierra y de los planetas cercanos eran mucho más densas que lo que se suponía

El estudio, realizado por científicos de la Carnegie Institution, del Museo de Historia Natural de Estados Unidos, y de U.S. Geological Survey, es publicado el 20 de junio en la revista Science.

Conel Alexander y Fred Ciesla del Departamento de Magnetismo Terrestre de la Carnegie Institution, con sus colegas Jeffrey Grossman del U.S. Geological Survey y Denton Ebel del Museo de Historia Natural de Estados Unidos, analizaron el contenido de sodio de los granos en los objetos denominados "cóndrulos" del meteorito Semarkona, que cayó en India en 1940. El meteorito Semarkona, como todos los otros meteoritos que contienen cóndrulos (conocidos como condritas), datan de las primeras etapas de la formación del Sistema Solar. A diferencia de la mayoría de los demás, sin embargo, sus componentes han permanecido relativamente inalterados por el calor y los cambios químicos durante más de cuatro mil millones años desde su origen, y los convierte en una ventana importante hacia la historia temprana del Sistema Solar.

Los cóndrulos, que constituyen del 20 al 80% del volumen de las condritas, son objetos redondos y de un tamaño aproximado a un milímetro, formado por cristales. Se piensa que los cóndrulos se formaron por un calentamiento rápido de polvo en el Sistema Solar primigenio. Por la clase de minerales encontrados en los cóndrulos, los científicos han determinado que se formaron a temperaturas de hasta casi 2.000° C (3600° F). El origen de este elevado calor, que habría afectado extensas áreas de polvo, es desconocido. Se supone que el calor también habría derretido muchos de los elementos químicos volátiles, como el sodio, dejando a los cóndrulos vacíos de estos elementos.

Pero los análisis químicos realizados por el equipo de investigación descubrieron con sorpresa que los cóndrulos del Semarkona tenían abundancia de sodio cuando se formaron, indicando que el sodio no fue eliminado. Más bien, permaneció en niveles casi constantes durante la formación de cóndrulo.

"Los cóndrulos se formaron como gotitas fundidas producidas por lo que fue probablemente el proceso más energético que operó en el Sistema Solar temprano", dice Alexander. "Se esperaría que todo el sodio se hubiera evaporado y perdido de los cóndrulos bajo tales condiciones. En cambio, el sodio se quedó. Los cóndrulos permanecieron como sistemas eficazmente cerrados durante todo ese calentamiento y derretimiento".

Los investigadores determinaron que para que las gotitas fundidas que formaron los cóndrulos permanecieran como sistemas cerrados y conservaran esos niveles constantes de sodio, la nube de polvo inicial debía haber sido mucho más densa que lo que suponían. "Si las gotitas estaban lo bastante apiñadas, entonces el vapor de sodio en los espacios entre ellas alcanzaría un punto de saturación", dice Alexander, "y eso habría evitado una mayor evaporación".

Para conseguir esta condición en las regiones del Sistema Solar temprano, donde se formaron los cóndrulos, la densidad del polvo debe haber sido al menos de unos 10 gramos por metro cúbico, y posiblemente mucho más. Esto es al menos 100 veces las densidades consideradas por los modelos anteriores de formación de cóndrulos, que se suponía como mucho una densidad de apenas 0,1 gramos por metro cúbico, y por lo general considerablemente menor. En densidades de 10 gramos por metro cúbico o más, regiones de unos miles de kilómetros de ancho, pequeñas según estándares astronómicos, pudieron colapsar bajo su propia gravedad para formar objetos que tendrían un tamaño de decenas de kilómetros.

"Lo que es notable en este resultado es que surge la posibilidad de que la formación de cóndrulos en estas regiones de alta densidad se vincule con la formación de objetos de un kilómetro de ancho denominados planetesimales, que fueron la primera etapa en la construcción de planetas terrestres", dice Alexander. "También ayudará a reducir las posibilidades del origen del calor que produjo los cóndrulos, así como el tamaño de las regiones donde se formaron. Calentar los cóndrulos hasta su temperatura máxima y luego enfriarlos rápidamente cuando están en densidades tan altas es un desafío importante para cualquier mecanismo que se proponga explicar el origen de los cóndrulos. Estos diminutos objetos todavía tienen mucho que decir sobre cómo se formó nuestro Sistema Solar".

Fuente: EurekAlert. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard