Un grupo de científicos, incluidos investigadores de la Universidad de Tokio, ha encontrado evidencia de que una vez agua líquida se movió a través del asteroide que finalmente dio origen al asteroide cercano a la Tierra Ryugu. Sorprendentemente, esta actividad se produjo más de mil millones de años después de que el asteroide se formara por primera vez. El descubrimiento, que se basa en muestras microscópicas de rocas recolectadas por la nave espacial Hayabusa2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), desafía la creencia arraigada de que los procesos relacionados con el agua en los asteroides ocurrieron sólo en las primeras etapas de la evolución del Sistema Solar. Estos hallazgos podrían afectar los modelos científicos que describen cómo evolucionaron la Tierra y sus océanos.
Aunque los científicos tienen una idea general sólida de cómo se formó el sistema solar, muchos detalles siguen siendo inciertos. Una de las preguntas más importantes es cómo la Tierra terminó con tanta agua. Durante mucho tiempo se pensó que los asteroides ricos en carbono, como Ryugu, formados a partir de hielo y polvo del sistema solar exterior, eran el principal proveedor de agua de nuestro planeta. La misión de Hayabusa 2 en 2018 a Ryugu es la primera vez que se observa de cerca y se toman muestras directamente de un asteroide de este tipo. La misión trajo pequeños trozos de roca y polvo a la Tierra, brindando a los investigadores una rara oportunidad de completar los fragmentos faltantes de la historia temprana de nuestro planeta.
“Descubrimos que Ryugu conserva un registro prístino de la actividad del agua, evidencia de que los fluidos se movieron a través de sus rocas mucho más tarde de lo que esperábamos”, dijo Tsuyoshi Iizuka, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de Tokio. “Esto cambia nuestra forma de pensar sobre el destino a largo plazo del agua en los asteroides. El agua ha estado presente durante mucho tiempo y no se ha agotado tan rápido como se pensaba”.
La clave del descubrimiento reside en los isótopos de lutecio (Lu) y hafnio (HF), elementos que al desintegrarse crean un reloj radiactivo natural. 176baño 176Analizando sus proporciones en muestras de HF Ryugu, los investigadores esperaban determinar la edad del asteroide de forma sencilla. En cambio, se encontraron en niveles mucho más altos. 176Comparado con Hf 176Lu de lo esperado. Este desequilibrio inusual sugirió que alguna vez agua líquida fluyó a través de las rocas, lixiviando efectivamente el lutecio de ellas.
“Pensábamos que el registro químico de Ryugu sería similar al de algunos de los meteoritos ya estudiados en la Tierra”, dijo Iizuka. “Pero los resultados fueron completamente diferentes. Esto significó que tuvimos que descartar cuidadosamente otras explicaciones posibles y finalmente llegamos a la conclusión de que el sistema Lu-Hf fue perturbado por un flujo tardío de líquido. Quizás el desencadenante fue el impacto de un asteroide más grande, Ryugu, que rompió la roca y derritió el hielo enterrado, provocando un sorprendente flujo de líquido en el cuerpo. Este impacto también podría ser responsable de la interrupción de la formación del cuerpo padre Ryugu”.
Las implicaciones de la investigación son de gran alcance. Esto sugiere que los asteroides ricos en carbono podrían almacenar y transportar mucha más agua a la Tierra de lo que los científicos pensaban anteriormente. El asteroide padre de Ryugu parece haber retenido agua congelada durante más de mil millones de años, lo que significa que cuerpos similares que colisionaron con la joven Tierra podrían haber proporcionado de dos a tres veces más agua de lo que estiman los modelos actuales. Estos impactos pueden haber desempeñado un papel importante en la formación de los primeros océanos y la atmósfera.
“La idea de que objetos como Ryugu hayan estado atrapados en el hielo durante tanto tiempo es extraordinaria”, dijo Iizuka. “Esto sugiere que los componentes básicos de la Tierra eran mucho más húmedos de lo que imaginábamos. Nos obliga a repensar las condiciones iniciales para el sistema hídrico de nuestro planeta. Aunque es demasiado pronto para decirlo con certeza, mi equipo y otros podrían aprovechar esta investigación para aclarar cuestiones que incluyen cómo y cuándo nuestra Tierra se volvió habitable”.
Hayabusa 2 solo trajo unos pocos gramos de material. Muchos investigadores quieren realizar experimentos con él, utilizando cada experimento sólo unas pocas decenas de miligramos, una fracción de un grano de arroz. Para maximizar la información obtenida, el equipo aprovechó todo el potencial de las técnicas analíticas geoquímicas actuales y desarrolló métodos de última generación para separar elementos y analizar isótopos con extraordinaria precisión.
“El pequeño tamaño de nuestra muestra fue un gran desafío”, recuerda Izuka. “Tuvimos que diseñar nuevos métodos químicos que minimizaran la pérdida elemental al aislar múltiples elementos del mismo fragmento. Sin ellos, no hubiéramos podido detectar signos tan sutiles de actividad líquida tardía”.
Los investigadores planean estudiar las vetas de fosfato dentro de la muestra de Ryugu para determinar una edad más precisa del flujo tardío de fluido. Compararán sus resultados con las muestras de la NASA recolectadas del asteroide Bennu por la nave espacial OSIRIS-REx, para probar si podría estar ocurriendo una actividad de agua similar allí o si era exclusiva de Ryugu. Finalmente, Iizuka y sus colegas esperan descubrir cómo se almacenó, movilizó y finalmente distribuyó el agua en la Tierra, una historia que continúa dando forma a nuestra comprensión de la habitabilidad del planeta.
Financiamiento: Este trabajo fue apoyado por la subvención KAKENHI de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (21KK0057, 22H00170).
