Un meteorito de Marte trastorna la teoría de la formación de planetas

Un reanálisis de un viejo meteorito contradice la idea sobre cómo los planetas rocosos adquieren elementos volátiles como hidrógeno, carbono, oxígeno, nitrógeno y gases nobles a medida que se forman.

Una suposición básica sobre la formación de planetas es que los planetas primero recolectan estos volátiles de la nebulosa alrededor de una estrella joven, dijo Sandrine Péron, becaria postdoctoral en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de California, Davis, y autora del estudio.

Debido a que el planeta es una bola de roca fundida en este punto, estos elementos inicialmente se disuelven en el océano de magma y luego se desgasifican de regreso a la atmósfera. Más tarde, los meteoritos condríticos que chocan contra el joven planeta entregan materiales más volátiles.

Entonces, los científicos esperan que los elementos volátiles en el interior del planeta reflejen la composición de la nebulosa solar, o una mezcla de volátiles solares y meteoríticos, mientras que los volátiles en la atmósfera provendrían principalmente de meteoritos. Estas dos fuentes, solar vs. condrítica: se puede distinguir por las proporciones de los isótopos de los gases nobles, en particular el criptón.

Marte es de especial interés porque se formó con relativa rapidez: se solidificó en unos 4 millones de años después del nacimiento del Sistema Solar, mientras que la Tierra tardó entre 50 y 100 millones de años en formarse.

"Podemos reconstruir la historia de la entrega volátil en los primeros millones de años del Sistema Solar", dijo Péron en un comunicado.

Algunos meteoritos que caen a la Tierra provienen de Marte. La mayoría proviene de rocas superficiales que han estado expuestas a la atmósfera de Marte. El meteorito Chassigny, que cayó a la Tierra en el noreste de Francia en 1815, es raro e inusual porque se cree que representa el interior del planeta.

Al realizar mediciones extremadamente cuidadosas de cantidades diminutas de isótopos de kriptón en muestras del meteorito utilizando un nuevo método establecido en el Laboratorio de Gas Noble de UC Davis, los investigadores pudieron deducir el origen de los elementos en la roca.

"Debido a su baja abundancia, los isótopos de criptón son difíciles de medir", dijo Péron.

Sorprendentemente, los isótopos de criptón en el meteorito corresponden a los de los meteoritos condríticos, no a los de la nebulosa solar. Eso significa que los meteoritos estaban entregando elementos volátiles al planeta en formación mucho antes de lo que se pensaba, y en presencia de la nebulosa, invirtiendo el pensamiento convencional.

"La composición interior marciana del criptón es casi puramente condrítica, pero la atmósfera es solar", dijo Péron. "Es muy distinto".

Los resultados muestran que la atmósfera de Marte no puede haberse formado simplemente por desgasificación del manto, ya que eso le habría dado una composición condrítica. El planeta debe haber adquirido atmósfera de la nebulosa solar, después de que el océano de magma se enfriara, para evitar una mezcla sustancial entre los gases condríticos interiores y los gases solares atmosféricos.

Los nuevos resultados sugieren que el crecimiento de Marte se completó antes de que la radiación del Sol disipara la nebulosa solar. Pero la irradiación también debería haber volado la atmósfera nebulosa de Marte, lo que sugiere que el criptón atmosférico debe haberse conservado de alguna manera, posiblemente atrapado bajo tierra o en los casquetes polares.

"Sin embargo, eso requeriría que Marte hubiera estado frío inmediatamente después de su acumulación", dijo el profesor Sujoy Mukhopadhyay, couator del trabajo, que se publica en Science. "Si bien nuestro estudio apunta claramente a los gases condríticos en el interior de Marte, también plantea algunas preguntas interesantes sobre el origen y la composición de la atmósfera primitiva de Marte".