El agua fue fundamental para el surgimiento de la vida en la Tierra. Al mismo tiempo, es un parámetro fundamental para evaluar la posibilidad de vida en otros planetas. Identificar el origen del agua en la Tierra es clave para entender cómo surgen los ambientes que favorecen la vida y cuán probable es que se encuentren en otros lugares.
Un nuevo estudio, publicado en Science (ref.) por un equipo que incluye a Conel Alexander de Carnegie, ha descubierto que gran parte del agua de nuestro Sistema Solar probablemente tuvo origen como hielo formado en el espacio interestelar. En otras palabras, el agua de la Tierra es más antigua que nuestra estrella, el Sol.
¿Dónde nace el agua del Sistema Solar?
El agua se encuentra en todo nuestro Sistema Solar. No solo en la Tierra, sino también en cometas y lunas heladas y en las cuencas sombrías de Mercurio. Además, se ha encontrado incluida en muestras de minerales de la Luna y Marte. Los cometas y asteroides en particular, objetos primitivos, proporcionan una cápsula del tiempo natural de las condiciones durante los primeros días de nuestro Sistema Solar. Sus hielos hablan del hielo que rodeaba al Sol después de su nacimiento, cuyo origen era hasta ahora una pregunta sin respuesta.
En su juventud, el Sistema Solar estaba rodeado por un disco protoplanetario, la llamada nebulosa solar, de donde nacieron los planetas. A los investigadores no les quedaba claro si el hielo en este disco había tenido origen en la nube molecular interestelar o si este agua interestelar se había reformado por las reacciones químicas que tuvieron lugar en la atmósfera solar.
“¿Por qué es esto importante? Si el agua en el primer Sistema Solar fue heredada principalmente como hielo del espacio interestelar, entonces es probable que los hielos similares, junto con la materia orgánica prebiótica que contienen, sean abundantes en la mayoría o en todos los discos protoplanetarios alrededor de la formación de estrellas“, dijo Alexander. “Pero si el agua del primer Sistema Solar fue en gran parte el resultado de procesos químicos locales durante el nacimiento del Sol, entonces es posible que la abundancia de agua varíe considerablemente en la formación de los sistemas planetarios. Lo que obviamente tendría implicaciones para el potencial surgimiento de vida en otros lugares”.
Los resultados de los modelos informáticos
En el estudio de la historia de los hielos de nuestro Sistema Solar, el equipo, liderado por L. Ilsedore Cleeves de la Universidad de Michigan, se centró en el hidrógeno y su isótopo más pesado, el deuterio. Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones. La diferencia de masa entre los isótopos se traduce en sutiles diferencias en su comportamiento durante las reacciones químicas.
La relación entre el hidrógeno y el deuterio en las moléculas de agua puede indicar a los científicos las condiciones en las que se formaron las moléculas. El hielo de agua interestelar tiene una alta relación de deuterio a hidrógeno debido a las temperaturas muy bajas a las que se forma. Hasta ahora, no se sabía cuánto de este enriquecimiento de deuterio se había perdido durante la formación del Sol. Al mismo tiempo, no se sabía cuánto hielo rico en deuterio estaba presente en el recién nacido Sistema Solar.
El equipo, por lo tanto, creó modelos que simulan un disco protoplanetario. La prueba verificó si se podían alcanzar las relaciones de deuterio e hidrógeno encontradas en muestras de meteoritos, agua terrestre y cometas. Dado que el Sistema Solar no pudo alcanzar autonomamente la relación entre los dos elementos, parte del agua en la Tierra tiene su origen en el espacio interestelar y es más antigua que el Sol. “Nuestros hallazgos muestran que una fracción significativa del agua de nuestro Sistema Solar es más antigua que el Sol. Esto significa que los abundantes y ricos en sustancias orgánicas hielos interestelares deben encontrarse en todos los sistemas planetarios jóvenes”, dice Alexander.