Alguna vez, mirando el mar, te has preguntado ¿de dónde salió tanta agua? Hace mucho tiempo que los científicos se hacen esta pregunta. Recientemente, un grupo internacional de investigadores, coordinados por el Dr. Paul Hartogh del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, en Alemania, hicieron un fascinante descubrimiento que refuerza la teoría de que el agua que existe actualmente en nuestro planeta, en realidad vino del espacio exterior (1).
¿Del espacio? ¡Pero cómo! ¿Lluvia cósmica? No exactamente. Lo que los científicos descubrieron es que el agua del cometa jupiteriano Hartley 2 se parece muchísimo a la que tenemos hoy en la Tierra. Esto sugiere que el agua terrestre podría haber llegado aquí transportada por diversos cometas que chocaron con la Tierra hace miles de millones de años. Pero, ¿como obtuvieron los científicos ésta información?
Te explico. Posiblemente recuerdas, de tus clases de química de la secundaria, que una molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O), y que por eso se abrevia H2O. Pues resulta que no todos los átomos de hidrógeno son iguales. Un átomo de hidrógeno “común” tiene en su centro (o núcleo) una pieza (o partícula subatómica, como le llaman los científicos) llamada protón, la cual posee carga eléctrica positiva (+). Alrededor de ésta, hay un electrón, el cual tiene una carga eléctrica negativa (-). Ya que en física es verdad eso de que “los opuestos se atraen”, la atracción entre las cargas de estas subpartículas hace que se mantengan cerca una de la otra, formando así un átomo de hidrógeno común.
Ahora bien, en algunos casos, un átomo de hidrógeno puede además tener una pieza “extra” en su núcleo. A esta subpartícula adicional se le denomina neutrón, porque es neutra, es decir, no tiene carga eléctrica alguna. Dado que, independientemente de su carga eléctrica, todas estas subpartículas tienen masa (que se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo), éste tipo de hidrógeno se conoce también como “hidrógeno pesado”, puesto que tiene más masa que un átomo de hidrógeno “común”. En contextos más formales, los científicos se refieren a este “hidrógeno pesado” como deuterio.
Bueno, y ¿qué tiene que ver el deuterio con el mar? Pues dado que a casi todos nos gusta el mar, incluidos los científicos, éste ha sido estudiado por mucho tiempo. Gracias a estos estudios sabemos que en los mares de nuestro planeta hay, en promedio, ¡un átomo de deuterio por cada 6,420 átomos de hidrógeno! (2) La cantidad de deuterio sirve como una especie de “huella molecular” que nos permite investigar de dónde proviene el agua en nuestro planeta. Esto, gracias a que la concentración de deuterio, comparada con la de hidrógeno “común”, es diferente en el agua de cada cuerpo cósmico que la contiene, ya sea planeta, asteroide, cometa u otro.
O sea que ¿el agua no siempre estuvo aquí en la Tierra? La respuesta a esta pregunta hasta el momento parece ser no. Lo que se sabe es que, en sus orígenes, la Tierra era muy probablemente un lugar inhóspito, seco y rocoso (3). Por eso los científicos están tratando de averiguar de donde salió toda esta agua, que además de ser muy buena para nadar, es lo que permite que exista vida en la Tierra.
Una de las teorías científicas más aceptadas es que la mayor parte del agua en la Tierra provino de asteroides, puesto que la “huella molecular” del agua en éstos es muy parecida a la de la Tierra. Debido a esta teoría, se pensaba que solo un 10% o menos del agua terrestre llegó aquí “viajando en cometa”. Pero, ¿cómo podemos probar esta teoría? Pues comparando la concentración de deuterio e hidrógeno en el agua de la Tierra con la del agua encontrada en los asteroides y cometas. Esto es exactamente lo que hicieron los científicos del Instituto Max Planck y sus colaboradores. Usando un aparato llamado espectrómetro, en este caso el ubicado en el observatorio espacial Herschel, midieron la proporción de deuterio e hidrógeno en el agua presente en distintos cuerpos celestes, incluyendo cometas y asteroides, y luego compararon cada una de estás “huellas” con la “huella” del agua de la Tierra.
La sorpresa fue que, cuando analizaron el agua encontrada en el cometa Hartley 2, notaron que ¡la concentración de átomos de deuterio e hidrógeno es muy similar a la de la Tierra! Este fue un resultado inesperado, ya que mediciones previas en cometas provenientes de la Nube de Oort, sugerían que esta “huella” era hasta dos veces mayor en este tipo de cometas. Sin embargo, Hartley 2 proviene del cinturón de Kuiper, el cuál esta miles de veces más cerca de nuestro planeta que la Nube de Oort. El hecho de que la “huella molecular” de Hartley 2 se parezca tanto a la de la Tierra, indica que la cantidad de agua que llegó a nuestro planeta a través de choques de cometas es mayor de lo que se pensaba. Debido a la novedad de estos inesperados resultados, la comunidad científica apenas está reacomodando sus ideas con respecto a los orígenes del agua en la tierra.
Así que, la próxima vez que te zambullas en el mar, o incluso cuando te des un regaderazo, recuerda que es muy probable que algunas de las moléculas de agua que te bañan hayan llegado a la Tierra en un cometa o asteroide, viajando a través de la infinidad del espacio.
Para finalizar, quisiera dejarte con la siguiente pregunta: ¿Se te ocurre alguna otra manera de explicar el hecho de que la proporción de deuterio/hidrógeno, o “huella molecular” del agua en la tierra sea tan parecida a la “huella” del agua en el cometa Hartley 2? Anímate a compartir tus ideas en los comentarios.
Acerca del autor:
Selene Fernández Valverde es egresada de la UNAM y actualmente realiza un doctorado en bioinformática en el Instituto para las Biociencias Moleculares de la Universidad de Queensland, Australia.
Referencias:
(1) Hartogh et al. Ocean-like water in the Jupiter-family comet 103P/Hartley 2. Nature (2011) vol. 478 (7368) pp. 218
(2) Horibe. Deuterium abundance of natural waters. Geochimica et Cosmochimica Acta (1960) vol. 20 (3-4) pp. 273-283
(3) Morbidelli et al. Source regions and timescales for the delivery of water to the Earth. Meteoritics & Planetary Science (2000) vol. 35 (6) pp. 1309-1320
Para cuando Lewis Carroll publicó los dos libros de las aventuras de Alicia, en las matemáticas y la física se debatía la idea de tiempo y espacio. Carroll, cuyo nombre real era Charles Dodgson, era matemático y lógico, y compartía la visión de que la geometría del espacio y tiempo no son universales.
Carroll observó que los problemas de temporalidad eran fundamentales para la lógica y para otros mundos. Y es justamente el tiempo el que funciona como gatillo en las aventuras de Alicia. Ejemplo claro de ello es cuando el conejo saca un reloj de su chaqueta y ella lo sigue.
El físico teórico Kip Thorne escribía en El futuro del espacio tiempo, obra de 2002: «En algún momento entre 2008 y 2030 se descubrirán ondas gravitacionales procedentes de la singularidad del Big-Bang [y] seguirá una era, que durará hasta 2050, en la que se harán grandes esfuerzos para medir el espectro de las ondas gravitacionales primordiales». Si los datos que hace poco presentaron en una conferencia de prensa John Kovac y sus colegas del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian superan el escrutinio, la era predicha por Kip Thorne comienza en este momento.
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