Según un estudio dirigido por el Southwest Research Institute, una violenta colisión en el cinturón principal de asteroides pudo haber provocado ondas de impacto duraderas en todo el sistema solar interior hace unos 800 millones de años.
Los investigadores proponen que la ruptura del material original que formó la familia de asteroides Eulalia envió grandes cantidades de escombros hacia la Tierra, la Luna y Marte. Si el vínculo es correcto, el evento podría crear cambios geológicos en todo el mundo e incluso afectar el clima y la biodiversidad de la Tierra.
Influencia antigua e historia de vida.
“Las implicaciones para dar forma al origen y la evolución de la vida en nuestro sistema solar no se comprenden bien”, dijo el Dr. William Botke, director ejecutivo del Departamento de Ciencia y Exploración del Sistema Solar del SwRI en Boulder, Colorado. También dirige el Centro para el Origen y la Evolución Lunar (CLOE) del equipo SwRI en el Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA y es el autor principal de un artículo que describe la investigación. “La superficie de la Luna, muy fragmentada, sirve como recordatorio de los grandes impactos pasados de la Tierra, pero hasta ahora, sólo el impacto de Chicxulub, ocurrido hace 66 millones de años, ha estado fuertemente relacionado con un impacto específico sobre la vida, como la extinción masiva de los dinosaurios”.
Chicxulub es un enorme cráter de impacto enterrado bajo la península de Yucatán en México. El impacto del asteroide que lo creó está muy involucrado en el evento de extinción que acabó con todos los dinosaurios no aviares y muchas otras especies.
Muchos viejos conflictos son muy difíciles de reconstruir. La evidencia geológica de impactos de más de 650 millones de años es escasa porque la superficie de la Tierra cambia y se recicla constantemente.
Los volcanes crean nuevas rocas, las placas tectónicas remodelan los continentes y los fondos oceánicos, y la erosión abre lentamente los paisajes. Juntos, estos procesos borran o entierran muchos cráteres de impacto antiguos.
Para investigar estos capítulos perdidos de la historia de la Tierra, los científicos pueden estudiar las lluvias de asteroides, cuando fragmentos de una gran colisión golpean repetidamente planetas y lunas en todo el sistema solar interior.
“Estos raros eventos, resultantes de colisiones grandes y bien posicionadas en el cinturón de asteroides principal, bombardean todos los mundos internos del Sistema Solar”, dijo Botke. “Por lo tanto, la evidencia conservada en la superficie helada de la Luna puede usarse para inferir lo que sucedió en la Tierra y Marte en la antigüedad”.
La luna conserva un antiguo registro de impactos
A diferencia de la Tierra, la Luna no tiene placas tectónicas activas, agua corriente ni atmósfera suficiente para borrar rápidamente los viejos cráteres. Por tanto, su superficie sirve como un archivo más completo de influencias antiguas.
Investigaciones anteriores han sugerido que la Luna experimentó un crecimiento significativo en impactos importantes hace unos 800 millones de años. Esta conclusión se basó en la edad estimada de los grandes cráteres lunares y la edad del vidrio de impacto recolectado durante las misiones Apolo.
El vidrio de impacto se forma cuando una colisión genera suficiente calor para derretir la roca. El material fundido se enfría en el vidrio, preservando patrones químicos y cronológicos que los científicos pueden utilizar para estimar cuándo ocurrió el impacto.
Aunque la evidencia lunar apunta a un crecimiento del impacto, los investigadores aún tienen que identificar un evento real en el cinturón de asteroides que podría haberlo producido.
“Nuestro equipo forense cósmico utilizó modelos dinámicos y de colisión para vincular la formación de la familia de asteroides Eulalia, cuando un objeto primitivo similar a una condrita carbonosa chocó con otro objeto”, dijo Botke. “La posición del asteroide padre era importante: rompió el borde de una resonancia gravitacional 3:1 con Júpiter”.
Las condritas carbonosas son meteoritos primitivos ricos en carbono que contienen algunos de los elementos más antiguos formados en el Sistema Solar. También pueden contener minerales acuosos y compuestos orgánicos.
La vía de escape gravitacional de Júpiter
La región orbital descrita por Bot se llama resonancia J3:1. En esta configuración, un asteroide viaja alrededor del Sol tres veces en cada órbita completada por Júpiter.
Los repetidos choques gravitacionales de Júpiter pueden desestabilizar lentamente los asteroides en esta región. Como resultado, la resonancia actúa como una ruta de escape del cinturón de asteroides principal, empujando a los objetos a órbitas alargadas que se cruzan en el camino del planeta.
Se cree que muchos asteroides cercanos a la Tierra que se encuentran actualmente han escapado del cinturón de asteroides a través de la región J3:1.
Según las simulaciones, la posición del cuerpo progenitor de Eulalia hizo que la ruptura fuera especialmente trascendental. Aproximadamente la mitad de los fragmentos entran en la resonancia J3:1 casi de inmediato.
Luego, la resonancia propaga estos desechos planetarios a través del sistema solar interior, aumentando el número de impactos en la Luna, la Tierra, Marte y posiblemente otros mundos rocosos.
El bombardeo no terminó rápidamente. Durante los siguientes 100-150 millones de años, otro 25% de los fragmentos pasaron gradualmente a resonancia mediante el efecto Yarkovsky.
El efecto Yarkovsky es una fuerza sutil provocada por el calor. Un asteroide absorbe la luz solar y luego libera esa energía en forma de radiación infrarroja. Debido a que el calor se libera de manera desigual, crea una pequeña sacudida que puede cambiar lentamente la órbita del asteroide a lo largo de millones de años.
Un bombardeo en todo el sistema solar interior
Los modelos muestran que la ruptura de Eulalia podría explicar el crecimiento de cráteres en la Luna hace unos 800 millones de años. También sugiere que la colisión podría tener efectos de gran alcance en todo el sistema solar interior.
La Tierra tendrá un impacto mucho mayor que la Luna porque es mucho más grande y tiene una gravedad más fuerte. Los investigadores estiman que por cada objeto grande que choca contra la Luna, unos veinte objetos similares o más grandes chocan contra la Tierra.
Desde entonces, la mayor parte de la evidencia física de esos impactos ha desaparecido de la superficie de la Tierra. Sin embargo, el período de bombardeo se superpuso con períodos de enfriamiento masivo y cambios biológicos importantes, cuyos efectos aumentaron la probabilidad de afectar el medio ambiente del planeta.
El estudio no establece que el bombardeo de asteroides haya causado estos cambios, pero la coincidencia ofrece un objetivo convincente para futuras investigaciones.
“Dado que el pico de este bombardeo coincidió con un período de enfriamiento masivo y cambios importantes en nuestra biosfera, es tentador sugerir que lo primero produjo lo segundo”, dijo Botke. “En Marte, estos impactos desencadenarían episodios significativos de temblores sísmicos y podrían estar relacionados con un aumento de la actividad volcánica con el tiempo. En conjunto, esto muestra cómo algunas colisiones catastróficas en el cinturón central podrían tener consecuencias de gran alcance para la historia terrestre”.
