Dos estudios sobre elementos volátiles descubiertos en meteoritos acotan el cómo se ensambló la Tierra

En dos estudios distintos, los investigadores identifican anomalías isotópicas nucleosintéticas en los elementos volátiles potasio (K) y zinc (Zn) en meteoritos, que acotan los orígenes del material que formó la Tierra. De acuerdo con ambos estudios, aproximadamente el 90 % de la masa de la Tierra procede de material no carbonáceo (NC) del Sistema Solar interior y alrededor del 10 % de material de condrita carbonácea (CC) del Sistema Solar exterior. El depósito de CC proporcionó a la Tierra alrededor del 20 % de su K y la mitad de su Zn. Ambos estudios indican que los elementos volátiles no se distribuyeron uniformemente en la nebulosa solar caliente que formó el Sistema Solar. 

Las anomalías nucleosintéticas son pequeñas diferencias en las relaciones isotópicas de los elementos químicos, que se producen al formarse dichos elementos. Durante la formación del Sistema Solar, los elementos portadores de estas anomalías nucleosintéticas se condensaron desde la fase gaseosa hasta formar polvo sólido, que luego se incorporó a los meteoritos y a los planetas terrestres, incluida la Tierra. El material de las distintas partes del Sistema Solar primitivo heredó diversas anomalías nucleosintéticas. El origen del material que formó la Tierra puede determinarse midiendo las anomalías nucleosintéticas de los meteoritos. Sin embargo, las anomalías nucleosintéticas de los elementos volátiles -aquellos que se condensan a baja temperatura- han sido difíciles de medir, así que su origen no se ha podido determinar con exactitud. 

Nicole Nie, Da Wang y sus colegas midieron tres isótopos de K (³⁹K, ⁴⁰K y ⁴¹K) en 32 meteoritos. Los investigadores hallaron anomalías nucleosintéticas en el isótopo ⁴⁰K, que eran mayores y más variables en los meteoritos de CC que en los de material NC. De acuerdo con los hallazgos, la proporción de anomalías nucleosintéticas del ⁴⁰K de las rocas terrestres coincide estrechamente con la de las de material NC, lo que sugiere que la mayor parte del K de la Tierra fue aportado por material NC y menos del 20 % por CC. 

En otro estudio, Rayssa Martins, Sven Kuthning y sus colegas se centraron en otro elemento volátil, el Zn. Los autores analizaron los 5 isótopos estables del Zn en 18 meteoritos. Los autores analizaron los 5 isótopos estables del Zn en 18 meteoritos. Identificaron anomalías nucleosintéticas en los isótopos de zinc que difieren entre los meteoritos de CC y de material NC. Al compararlos con la firma isotópica del Zn terrestre, los hallazgos de Martins, Kuthning et al. sugieren una fuente mixta del elemento. Los autores calculan que aproximadamente el 10 % de la masa total de la Tierra procede de meteoritos de CC, incluido el 50 % de su Zn. Dichos hallazgos indican que el material de CC procedente del Sistema Solar exterior podría haber contribuido sustancialmente a los demás elementos volátiles de la Tierra. 

"Nuestros estudios complementan y confirman los resultados del otro de múltiples maneras", escribe Nie en un cuestionario adjunto de ambos grupos de investigación, en el que se debaten las conclusiones de ambos estudios y sus implicaciones. "Entre los elementos moderadamente volátiles, el K es el menos volátil, mientras que el Zn es uno de los más volátiles; nuestros estudios predicen, por tanto, que una amplia gama de elementos volátiles deberían haber conservado anomalías nucleosintéticas".