Meteoritos
Los meteoritos, rocas notablemente diversas que caen del espacio, contienen las pistas más importantes de las primeras etapas de la formación e historia de la Tierra. Hace un siglo, las colecciones estaban dominadas por meteoritos de metal de hierro, que son muy diferentes de las rocas ordinarias. Los recientes hallazgos en la Antártida y el norte de África están proporcionando una imagen mucho mejor de la gama de meteoritos, así como de sus orígenes. Los meteoritos más primitivos, llamados condritas, apuntan a un momento en que el Sol apenas comenzaba a emitir fuertes pulsos de radiación.
Nuestro Hogar: Planeta Tierra
La Tierra es, en muchos aspectos, muy parecida a los otros planetas del sistema solar. Por un lado, la Tierra orbita en el mismo plano y en la misma dirección que los otros planetas. También sabemos por datación radiométrica de varias rocas y minerales que la Tierra debe haberse formado en un periodo de tiempo muy cercano al de los otros planetas. La Tierra está hecha de los mismos elementos químicos (Y, en su mayor parte, los mismos isótopos) que la mayoría de los otros objetos del sistema solar. Por supuesto, la Tierra obedece las mismas leyes físicas que dominan todo el cosmos.
Pero la Tierra también es única en aspectos importantes. Hasta donde podemos ver, la Tierra es el único cuerpo con grandes depósitos de agua líquida en su superficie. Prácticamente todas las teorías del origen de la vida apuntan al papel químico central que el agua debe haber jugado. El agua puede ser el medio universal para toda la vida, al menos la vida tal como la conocemos, por lo que en ese aspecto clave, la Tierra es un lugar bastante especial.
La distancia entre la Tierra y el Sol es de unos 150 millones de kilómetros, aproximadamente, lo suficientemente cerca como para mantener el agua líquida en la mayor parte de la superficie la mayor parte del tiempo, pero no tan cerca como para hervir el agua. Entonces esa es una distancia muy crítica.
El período de rotación de 24 horas también es importante. Esa duración del día es lo suficientemente corta como para evitar contrastes extremos de temperatura entre la noche y el día, como los contrastes que ocurren en Mercurio o Venus, pero es lo suficientemente lenta como para evitar patrones climáticos extremadamente violentos como los que existen en Júpiter y Saturno.
La Tierra tiene un diámetro de casi 13,000 kilómetros, que es lo suficientemente grande y masivo como para tener un campo gravitacional fuerte, y ese campo evita que las moléculas de vapor de agua que se mueven rápidamente escapen del planeta. Si la Tierra hubiera sido tan pequeña como Marte o la Luna, la Tierra sería un mundo seco. En cambio, la Tierra ha retenido la mayor parte de su agua a lo largo de su historia de 4.500 millones de años.
El Descubrimiento y Estudio de los Meteoritos
Los estudios de las asombrosamente diversas variedades de meteoritos, que son rocas que han caído del espacio, revelan detalles de los dramáticos eventos que formaron la Tierra a partir de la nebulosa solar. El concepto científico de que piezas de roca nos bombardean desde el espacio no fue tomado en serio por el establecimiento científico hasta hace relativamente poco. Hasta hace aproximadamente dos siglos, había poca observación seria o evidencia científica reproducible que pudiera usarse para confirmar la realidad de los meteoritos, y mucho menos explicar de dónde provienen.
Dos siglos e incontables miles de meteoritos encontrados más tarde, ese punto de vista ya no es sustentable. A medida que los expertos en meteoritos examinan más terreno, y mientras la voraz comunidad de recolectores de meteoritos compite por las variedades más raras, las colecciones públicas y privadas en todo el mundo han crecido.
La historia de esas colecciones es bastante reveladora sobre las diversas formas en que se han encontrado, descrito y valorado los meteoritos. Durante mucho tiempo, las colecciones de meteoritos fueron sesgadas en sus tenencias de meteoritos metálicos de hierro-níquel distintivos. Estos objetos densos a menudo presentan costras negras y formas extrañamente esculpidas que hacen que se destaquen en un campo o en un arroyo. Además, los meteoritos de hierro son magnéticos, por lo que es bastante fácil identificarlos y separarlos de las piedras comunes.
Ese sesgo fue corregido en gran medida por el descubrimiento en 1969 por los científicos japoneses de miles de meteoritos intactos que se encuentran en los campos de hielo de la Antártida. El continente antártico presenta vastas llanuras planas emergidas por el antiguo hielo azul. Estos son desiertos de hielo: Lugares donde nunca nieva y donde la superficie dura y congelada se sublima lentamente durante miles de años. Cuando una roca cae del espacio, simplemente queda allí, y debido a que la superficie es blanca, cualquier objeto oscuro es obvio.
Afortunadamente, existen rigurosos tratados internacionales que prohíben cualquier explotación comercial de la Antártida. Esas restricciones, más el hecho de que el acceso a los campos de hielo remotos es extremadamente peligroso y limitado, aseguran que estos tesoros extraterrestres irremplazables serán preservados para el estudio científico.
Casi tan ricos en meteoritos, aunque mucho menos susceptibles de recuperación sistemática y conservación estéril, son los grandes desiertos arenosos de la Tierra, incluidos los de Australia, el suroeste de los Estados Unidos de América, la península arábiga, y, lo más productivo, el vasto desierto arenoso del Sahara. Los meteoritos pueden valer mucho dinero, por lo que la noticia se ha extendido ampliamente entre los nómadas que cruzan el desierto.
Lamentablemente, a diferencia de los meteoritos congelados de la Antártida, la mayoría de los especímenes del desierto nunca llegarán a las colecciones públicas de investigación. Dos razones conspiran contra los hallazgos del Sahara. En primer lugar, la intensa y creciente competencia de la apasionada comunidad de coleccionistas aficionados. Esa comunidad coleccionista está dominada por unos pocos aficionados muy adinerados, y está siendo impulsada por los hallazgos saharianos disponibles. Además, la mayoría de los especímenes recolectados en el desierto son esencialmente indocumentados y mal manejados.
A pesar de esas limitaciones, los desiertos de arena del Sahara y los desiertos de hielo de la Antártida benefician el estudio de meteoritos de una manera crítica que va más allá de solo encontrar una gran cantidad de nuevos especímenes. Estos paisajes vírgenes son esencialmente imparciales. Revelan la distribución natural de todo tipo de meteoritos que caen del espacio y, por lo tanto, proporcionan pistas inigualables sobre la naturaleza de la materia que formó el sistema solar temprano, incluidas las rocas y minerales que formaron nuestro propio planeta.
En los viejos tiempos, los meteoritos de hierro dominaban las colecciones porque eran los únicos meteoritos que se destacaban en el suelo. Hoy, tenemos una perspectiva muy diferente de las materias primas del sistema solar.
Sistema Solar Temprano
La gran mayoría de los hallazgos de meteoritos son condritas ordinarias, que representan casi 9 de cada 10 hallazgos. Por el contrario, solo alrededor de 1 de cada 20 es un meteorito de hierro. La mayoría de los otros hallazgos de meteoritos abarcan un grupo diverso y, por lo tanto, más revelador de acondritas. Estos son restos rocosos de una nebulosa de fusión turbulenta que habla de una época en que las condritas se agruparon en cuerpos cada vez más grandes. Esos llamados planetesimales experimentaron una secuencia de cambios dramáticos en el camino para convertirse en planetas.
Los meteoritos ofrecen pistas sobre el origen del Sol en la forma de los meteoritos más comunes y antiguos, las condritas de 4.56 mil millones de años, que datan de una época anterior a la existencia de planetas o satélites, a una época en que el reactor de fusión nuclear del Sol comenzaba a encenderse. Ese primer período del sistema solar se llama la fase T Tauri, después de un joven sistema estelar en la constelación de Tauro, donde ahora se está llevando a cabo un proceso similar.
Durante casi toda su existencia de 4.500 millones de años, el Sol ha sido una estrella de secuencia principal, que es una estrella que constantemente consume hidrógeno en su núcleo, produciendo constantemente helio en una secuencia de reacciones de fusión nuclear. Ese es el estado normal para la mayoría de las estrellas la mayor parte del tiempo, y las observaciones astronómicas revelan que la gran mayoría de las estrellas en el cielo nocturno son de este tipo. El Sol permanecerá en este estado durante algunos miles de millones de años más.
Las estrellas de secuencia principal no se ven exactamente iguales, porque sus temperaturas pueden variar mucho. Las estrellas que queman hidrógeno, mucho más pequeñas que el Sol, aparecen rojizas o incluso de color marrón rojizo, las llamadas enanas rojas y enanas marrones, respectivamente. Las estrellas que queman hidrógeno, mucho más grandes que el Sol, son candentes, o incluso blancas azuladas, con temperaturas superficiales mucho más altas que las del Sol. Pero todas estas estrellas comparten la característica del equilibrio hidrostático, es decir, la fuerza de gravedad que empuja hacia adentro se equilibra con la fuerza del hidrógeno caliente que experimenta reacciones nucleares que empujan hacia afuera.
Antes de que el Sol alcanzara su estado estable actual, tuvo que pasar por un nacimiento violento, esa es la fase T Tauri. Las fascinantes y jóvenes estrellas T Tauri desencadenaron las primeras etapas de los orígenes planetarios. Hay una secuencia de eventos que conducen a cada estrella similar al Sol.
A medida que la estrella que se convirtió en el Sol colapsó, emitió enormes cantidades de radiación, incluido un amplio rango del espectro electromagnético: ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, radiación ultravioleta, hasta rayos X. En esta etapa, la joven estrella desarrolló un poderoso campo magnético, resultado de las partículas cargadas que se arremolinan en el interior de la esfera de contracción.
También hubo vientos solares extremadamente potentes de partículas cargadas. Esos vientos arrojaron plasma caliente radialmente hacia afuera en el disco de gas y polvo que rodea al Sol en evolución. El viento solar también tuvo un efecto importante en el momento angular: Al disparar una cantidad significativa de masa hacia el exterior, ralentizó la rotación de la estrella central y transfirió la mayor parte del momento angular del sistema a la región donde se formarían los planetas.
Esta idea del primer sistema solar se basa en parte en la teoría astrofísica. La física de la gravedad, las interacciones atómicas y nucleares, los fenómenos electromagnéticos y la dinámica de fluidos en una nube turbulenta se conocen bien, por lo que es posible hacer cálculos muy precisos de lo que sucede en los sistemas dinámicos de formación estelar. Pero nuestra comprensión del nacimiento y la vida temprana de las estrellas similares al sol también se basa en muchas observaciones telescópicas directas. La idea de que el Sol tiene que pasar por una secuencia de etapas antes de lograr la estabilidad está bien establecida, tanto teórica como observacional.
Referencias
Roberth M. Hazen
2010 Mineralogical Evolution of Meteorites
Timothy J. McCoy