La Tierra probablemente heredó su agua original mayormente de planetesimales, que son los precursores de los asteroides y planetas que la terminaron formando, en lugar de los cometas que llovieron sobre ella. En estos escenarios, el agua acompaña a medida que la estrella joven crece y se forman los planetas. La evidencia está en el contenido de agua pesada de la Tierra, y muestra que el agua de nuestro planeta tiene 4.500 millones de años.

Un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Elements muestra que el origen del agua de la Tierra puede no ser tan misterioso o complejo como sugieren otras teorías: en realidad, una fracción sustancial del agua terrestre (hasta un 50 %) se habría heredado de las primeras fases de la formación del Sistema Solar y tendría 4.500 millones de años

La investigación fue realizada por la astrónoma Cecilia Ceccarelli, del Instituto de Ciencias Planetarias y Astrofísica de Grenoble, Francia, y el astrónomo Fujun Du, del Observatorio de la Montaña Púrpura en Nanjing, China. Los resultados indican que el agua de la Tierra es tan antigua como el Sistema Solar y ha estado presente a medida que el Sol crecía y se formaban los planetas.

Agua omnipresente

Se sabe que la formación de estrellas y sistemas planetarios comienza con una nube molecular gigante. La misma está compuesta principalmente por hidrógeno, que es el componente principal del agua. Estas estructuras primarias también presentan helio, oxígeno y carbono, en ese orden de abundancia. La nube contiene además pequeños granos de polvo de silicato y polvo carbonoso.

Estudios recientes del contenido de agua en sistemas planetarios de formación temprana similares al nuestro muestran que el agua es una molécula abundante, casi omnipresente en los discos protoplanetarios. Inicialmente, es sintetizada en las superficies de diminutos granos de polvo interestelar por hidrogenación de oxígeno congelado. 

Posteriormente, el agua entra en un ciclo de sublimación y congelación a lo largo de las sucesivas fases de formación del sistema planetario, para eventualmente incorporarse a planetas, asteroides y cometas. Precisamente, el agua de la Tierra provendría de los planetesimales, que son los precursores de los planetas y asteroides que, en los inicios del Sistema Solar, formaron a la Tierra luego de continuas colisiones. 

Según un artículo publicado en Universe Today, los científicos a cargo del nuevo estudio comprobaron que la cantidad de agua pesada medida en la Tierra y en los primeros sistemas planetarios en formación sugiere que una fracción sustancial del agua terrestre se heredó de las primeras fases de la formación del Sistema Solar y tiene, en consecuencia, 4.500 millones de años.

La historia del agua

¿Por qué es tan importante el contenido de agua pesada? En los tramos fríos de una nube molecular primaria, el oxígeno se congela cuando encuentra un grano de polvo y, posteriormente, se adhiere a la superficie de estos granos. Pero el agua se forma únicamente cuando el hidrógeno y el oxígeno se combinan: cuando eso sucede, reaccionan y producen hielo de agua, que incluye dos tipos de agua: agua normal y agua pesada, que contiene deuterio, un isótopo de hidrógeno. Al medir estos isótopos de agua pesada, los científicos logran estimar la cantidad de “agua normal” presente en un sistema y pueden determinar otras condiciones, como la antigüedad de su formación. 

Además, el hielo de agua que se formó en el paso inicial se convierte luego en gas, para posteriormente volver a condensarse en los lugares más fríos del disco protoplanetario. La misma población original de granos de polvo vuelve a estar cubierta por un manto helado: sin embargo, en ese paso las moléculas de agua del manto helado contienen la “historia” del agua en cada sistema planetario, como en este caso del Sistema Solar. Por lo tanto, los granos de polvo son los “guardianes” de la historia del agua que permiten descifrar su evolución.

Más allá de todos estos adelantos, los investigadores destacaron que todavía existen muchas preguntas sin respuesta: una de ellas es cómo llegó la totalidad del agua a la Tierra, o sea la mitad que no corresponde al origen indicado en la investigación. Sin embargo, el estudio muestra que la cantidad de agua pesada medida en la Tierra es al menos el comienzo para resolver estas cuestiones. 

Referencia

We Drink Good 4.5-Billion-Year-Old Water. Cecilia Ceccarelli and Fujun Du. Elements (2022). DOI:https://doi.org/10.2138/gselements.18.3.155