El impacto de un planeta como Mercurio rellenó de carbono la Tierra

En un nuevo estudio en la revista Nature Geoscience, el petrólogo Rajdeep Dasgupta de la Universidad de Rice y su equipo ofrece una nueva respuesta a una pregunta geológica largamente debatida: ¿Cómo surgió la vida basada en el carbono en la Tierra, dado que la mayoría de carbono del planeta debió evaporarse o quedó encerrado en el núcleo del planeta en sus días más tempranos?.

"El reto es explicar el origen de los elementos volátiles como el carbono que quedan fuera del núcleo en la porción del manto de nuestro planeta", ha señalado Dasgupta.

Su laboratorio se especializa en la recreación de la condición de alta presión y alta temperatura que existe en el interior profundo de la Tierra y los demás planetas rocosos. Su equipo machaca rocas en prensas hidráulicas que pueden simular las condiciones a unos 350 kilómetros debajo de la superficie de la Tierra, en el límite entre el núcleo y el manto de los planetas más pequeños como Mercurio.

El núcleo de la Tierra, que es sobre todo hierro, constituye aproximadamente un tercio de la masa del planeta. El manto de silicio representa otros dos tercios y se extiende más de 2.500 kilómetros por debajo de la superficie. La corteza terrestre y la atmósfera son tan delgadas que apenas representan un 1 por ciento de la masa del planeta. El manto, la corteza y la atmósfera constantemente intercambian elementos, incluyendo los elementos volátiles necesarios para la vida.

Si la provisión inicial de carbono en la Tierra hirvió expulsada hacia el espacio o se quedó atascado en el núcleo, ¿de dónde vino el carbono presente en el manto y la biosfera?. Para el equipo, la clave está en el estudio de la relación entre carbono y azufre.

"Los datos clave ponen de manifiesto cómo la partición de carbono entre partes metálicas y de silicio de planetas terrestres varía en función de variables como la temperatura, la presión y el contenido de azufre o silicio", ha indicado Yuan Li, couator del estudio.

El equipo presentó concentraciones relativas de carbono que surgirían bajo varios niveles de enriquecimiento en azufre y silicio, y los investigadores compararon esas concentraciones con los volátiles conocidos en manto de silicio de la Tierra.

"Un escenario que explica la relación carbono/azufre y la abundancia de carbono es que un embrión planetario como Mercurio, que ya se había formado con un núcleo rico en silicio, chocó contra la Tierra y fue absorbida --ha señalado Dasgupta-- Debido a que es un cuerpo masivo, la dinámica podría trabajar de una manera en que el núcleo de ese planeta iría directamente al núcleo de nuestro planeta, y el manto rico en carbono se mezclaría con el manto de la Tierra".

"En este trabajo, nos centramos en carbono y azufre", dijo. "Necesitará hacerse mucho más trabajo para reconciliar todas las ramas volátiles, pero al menos en términos de las abundancias de carbono-azufre y la relación carbono-azufre, nos encontramos con que este escenario podría explicar los presentes balances de carbono y azufre de la Tierra."