Partículas de polvo interplanetario traen agua y compuestos orgánicos para iniciar vida en la Tierra y otros planetas

Los investigadores han descubierto que las partículas de polvo interplanetario podrían llevar y compuestos orgánicos a la Tierra y otros planetas terrestres. «Es una posibilidad emocionante que esta afluencia de polvo actuó como una lluvia continua de pequeños recipientes de reacción que contienen tanto agua como los compuestos orgánicos necesarios para el eventual origen de la vida en la Tierra y posiblemente Marte», dijo Hope Ishii, coautor del estudio

Investigadores de la Escuela de Oceanografía y de Ciencia y Tecnología de la Tierra (SOEST) de la Universidad de Hawaii-Manoa (UHM), el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y la Universidad de California-Berkeley descubrieron que las partículas de polvo interplanetario (Interplanetary Dust Particles, IDPs) podrían suministrar agua y compuestos orgánicos.

La superficie de pequeñas partículas de polvo interplanetarias son 'erosionadas' en el espacio por el viento solar, causando que se les formen rebordes amorfos en su superficie. Los iones de hidrógeno en el viento solar reaccionan con el oxígeno en los bordes para formar diminutas vesículas llenas de agua (azul). Este mecanismo de formación de agua es casi seguro que se produce en otros sistemas planetarios, con posibles implicaciones para el origen de la vida en toda la galaxia

El polvo interplanetario, que viene de los cometas, asteroides y escombros sobrantes del nacimiento del Sistema Solar, llueve continuamente en la Tierra y otros cuerpos del Sistema Solar. Estas partículas son bombardeadas por el viento solar, en el que predominan los iones de hidrógeno. Este bombardeo de iones golpea y desarma los átomos en el cristal de mineral de silicato y deja como resultado oxígeno, que es más afecto a reaccionar con el hidrógeno, por ejemplo, para crear moléculas de agua.

«Es una posibilidad emocionante que esta afluencia de polvo haya actuado como una lluvia continua de pequeños recipientes de reacción que contienen tanto agua y como la materia orgánica necesaria para el eventual origen de la vida en la Tierra y posiblemente Marte», dijo Hope Ishii, nuevo Investigador Asociado en el Instituto de Geofísica y Planetología (HIGP) de Hawaii en UHM SOEST y co-autor del estudio. Este mecanismo de entrega de agua y de compuestos orgánicos a la vez también funcionaría en los exoplanetas, mundos que orbitan otras estrellas. Estos ingredientes básicos de polvo e iones de hidrógeno desde su estrella madre permitiría que el proceso ocurra en casi cualquier sistema planetario.

Las implicaciones de este trabajo son potencialmente enormes: los cuerpos sin aire en el espacio, tales como los asteroides y la Luna, con minerales de silicato en todos lados, están constantemente expuestos a la irradiación de viento solar, que puede generar agua. De hecho, este mecanismo de formación de agua ayudaría a explicar los datos observados a distancia en la Luna, donde se descubrió la molécula OH, agua en formación, y posiblemente explica la fuente de hielo de agua en las regiones que permanecen siempre en la sombra en la Luna.

«Tal vez lo más emocionante», dijo Ishii, «el polvo interplanetario, especialmente el polvo de asteroides primitivos y cometas, se sabe hace tiempo que lleva la especie de carbono orgánico que sobrevive a la entrada en la atmósfera de la Tierra, y ahora hemos demostrado que también lleva agua generada por el viento solar. Así que hemos demostrado por primera vez que el agua y los compuestos orgánicos pueden ser entregados juntos».

Se ha sabido desde la era Apolo, cuando los astronautas trajeron rocas y el suelo de la Luna, que el viento solar hace que cambie la composición química de la capa superficial del polvo. Por lo tanto, la idea de que la irradiación de viento solar podría producir especies de agua ha estado presente desde entonces, pero lo que realmente causa la producción de agua ha sido objeto de debate. Las razones de la incertidumbre son que la cantidad de agua producida es pequeña y se localiza en bordes redondeados muy finos en las superficies de minerales de silicato, de modo que las técnicas de análisis más antiguas fueron incapaces de confirmar la presencia de agua.

Utilizando un microscopio electrónico de transmisión de ultima generación, los científicos han detectado ahora en verdad el agua producida por la irradiación de viento solar en los rebordes desgastados en el espacio sobre los minerales de silicato de las partículas de polvo interplanetario. Además, basándose en los minerales irradiados en laboratorio que tienen rebordes amorfos similares, pudieron concluir que el agua se forma a partir de la interacción de los iones de hidrógeno del viento solar (H+) con el oxígeno en los granos de minerales de silicato.

Este trabajo reciente no indica cuánta agua se ha entregado a la Tierra de esta manera a partir de las partículas de polvo interplanetarias.

«De ninguna manera se sugiere que fue suficiente para formar los océanos, por ejemplo», dijo Ishii. «Sin embargo, la relevancia de nuestro trabajo no es el origen de los océanos de la Tierra, sino que hemos demostrado la co-administración continua de agua y compuestos orgánicos íntimamente entremezclados.»

En trabajos futuros, los científicos tratarán de estimar la abundancia de agua entregada a la Tierra por las partículas interplanetarias. Además, van a explorar en más detalle qué otros orgánicos (basados en carbono) e inorgánicos están presentes en el agua en las vesículas desgastadas del polvo interplanetario.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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