Crear planetas es una labor extrema. Aunque comienza con polvo y gas adhiriéndose suavemente entre sí, culmina con gigantescas rocas espaciales estrellándose unas contra otras a velocidades incomprensibles hasta que, finalmente, te quedas con mundos recién nacidos.
La mayoría de los científicos cree que la Tierra y Marte tomaron forma de esta manera a partir de fragmentos rocosos que se arremolinaban alrededor del joven Sol hace unos 4500 millones de años. Pese a que tienen la misma edad y a grandes rasgos los mismos ingredientes básicos, la Tierra (un paraíso biodiverso) y Marte (un desierto frío e irradiado) son mundos muy diferentes hoy en día.
Eso podría deberse, en parte, a que los orígenes de la Tierra y Marte fueron sorprendentemente diferentes.
Los científicos diseñaron un nuevo juego que puede crear planetas virtuales. Tomaron un conjunto de pistas químicas encontradas en las rocas de ambos mundos, y luego las sometieron a una batería de modelos estadísticos y simulaciones por computadora, intentando en repetidas ocasiones terminar con una Tierra y un Marte que se asemejaran a los reales.
Sus resultados, publicados en la revista Nature Astronomy, sugieren que Marte se formó principalmente a partir de grandes objetos similares a asteroides. Por el contrario, la existencia de la Tierra dependió en gran medida de un enjambre de pequeñas rocas que se fueron ensamblando por sí solas.
El nuevo modelo añade una pieza emocionante a un rompecabezas planetario: ¿Cómo obtuvo la Tierra su suministro duradero de agua que da vida hace eones? Los expertos creen que una mezcla de cometas y asteroides húmedos fue en gran parte responsable, pero otros han sugerido que un alud de pequeñas rocas heladas que llegó desde las regiones exteriores del sistema solar podría haberse sumado al torrente. Si la Tierra se formó principalmente a partir de guijarros, eso respaldaría esta idea.
Anders Johansen, científico planetario de la Universidad de Copenhague y uno de los autores del estudio, dijo que su equipo quedó desconcertado por cómo dos planetas vecinos pudieron formarse de dos maneras únicas. “Estábamos genuinamente sorprendidos”, dijo.
Esta investigación también sugiere que la Tierra y Marte fueron moldeados a partir de una mezcla de objetos más grandes y piedras diminutas, no solo de unos u otras. “Este artículo está abriendo nuevos caminos al combinar estos procesos en una imagen coherente”, dijo Tim Lichtenberg, líder del Forming Worlds Lab en la Universidad de Groninga en los Países Bajos, quien no participó en el nuevo estudio.
Los científicos ya tenían algunas pistas de que la Tierra y Marte se ensamblaron de maneras diferentes; la más clara es que Marte tiene apenas una décima parte de la masa de la Tierra. Los científicos suelen atribuir el misterio de la masa de Marte al surgimiento de Júpiter. Este coloso tiene una gravedad tan inmensa que podría haber atrapado muchos de los bloques de construcción rocosos en la trayectoria orbital de un Marte embrionario y haberlos arrojado a otro lugar.
Los elementos que componen la corteza y el manto de ambos planetas ofrecen otra pista.
Los antiguos meteoritos registran la composición del material inicial del sistema solar. En comparación con esos meteoritos, la Tierra y Marte tienen menores concentraciones de elementos como el sodio, el potasio, el litio y el zinc. Si la Tierra y Marte hubieran tenido orígenes divergentes, habrían perdido estos elementos moderadamente volátiles de maneras diferentes.
Las rocas espaciales que chocan generan temperaturas muy altas que tienden a evaporar estos elementos volátiles hacia el espacio, aunque a medida que los objetos involucrados se hacen más grandes, algunos volátiles enterrados a gran profundidad bajo la superficie podrían preservarse. Los objetos hechos en su mayoría a partir de guijarros que se unen suavemente retendrán más de sus volátiles en las primeras etapas del proceso de construcción del planeta.
Con base en su mezcla de volátiles, Marte debe haber acumulado el 73 por ciento de su masa a partir de las colisiones de cuerpos más grandes parecidos a asteroides, de acuerdo con el equipo de Johansen. El resto provino de atrapar pequeños guijarros.
En contraste, dijeron los investigadores, el 75 por ciento de la masa de la Tierra probablemente proviene de guijarros que se agruparon para formar dos protoplanetas, que luego chocaron entre sí. Esta titánica acumulación fue complementada más tarde por un bombardeo de rocas espaciales más pequeñas.
No todo el mundo está de acuerdo sobre el papel que los guijarros podrían desempeñar en la formación de planetas rocosos. Algunos creen que la química de la Tierra no tiene sentido sin ellos, mientras que otros sospechan que formar la Tierra y Marte solamente con guijarros no funciona. Los expertos a menudo citan a Júpiter y su formidable gravedad como una barrera potencial que evitaría que los guijarros llegaran volando desde el sistema solar exterior.
El nuevo modelo se basa en varias simplificaciones, por lo que tratar de determinar exactamente qué proporción de guijarros se utilizó para formar la Tierra y Marte “es imposible”, dijo Paolo Sossi, científico planetario de ETH Zúrich en Suiza, quien no participó en el nuevo estudio.
Pero Sossi añadió que el patrón de pérdida de volátiles de la Tierra sugiere fuertemente que múltiples tipos de bloques de construcción se involucraron en su formación. Y este nuevo estudio implica que “los guijarros podrían estar permitidos en la formación de la Tierra”, dijo.
“Este artículo es intrigante”, dijo Conel Alexander, cosmoquímico de Carnegie Science en Washington, D. C., quien no participó en el estudio. Sin embargo, enfatizó que estos elementos específicos son solo una pieza del rompecabezas, y que hay muchas maneras de obtener una mezcla de volátiles similar a la de la Tierra y a la de Marte.
“Ciertamente no es la respuesta definitiva”, dijo, pero vale la pena considerar el modelo híbrido propuesto. Cuando se trata del desordenado negocio de crear planetas, añadió, “es bueno que la gente tome posiciones opuestas y se confronten”.
