La Tierra guarda en sus entrañas los restos de otro planeta. Esto es algo más o menos sabido desde que damos por buena la hipótesis de que un día, algo enorme chocó con nuestro mundo, formándose la Luna. Pero ahora, un equipo científico de China, EE.UU. y Reino Unido ha encontrado una explicación a uno de los misterios del interior de nuestro planeta. Una anomalía sísmica que lleva décadas intrigando a la comunidad geológica. Según su hipótesis, presentada esta semana en Nature, una región del manto proviene del impacto del planeta Tea (o Theia) en la Tierra (que se conoce en su primera etapa como Gaia).
En la actualidad, la teoría que mejor explica el origen de la Luna es el choque de ese planeta (o protoplaneta), del tamaño de Marte, con la Tierra joven, hace unos 4.460 millones de años, según las últimas estimaciones. Aquel gran impacto del planeta Tea desprendió un trozo de Tierra que, junto al material del propio cuerpo extraterrestre, terminó por formar la Luna, en un tiempo récord. Pero, ¿adónde fue el resto?
Según los autores del estudio, liderado por Qian Yuan, la investigación (cuyos datos no son nuevos, pues se presentaron por videoconferencia en plena pandemia) ofrece perspectivas sobre estructura interna de la Tierra, sino también sobre su evolución a largo plazo y la formación interior del sistema solar.
La Luna se quedó con la mayor parte del planeta Tea tras el impacto
Las simulaciones numéricas indican que la Luna probablemente heredó material principalmente de Tea, mientras que la Tierra joven y caliente, debido a su masa mucho mayor, solo estaba ligeramente contaminada por ese material. Sin embargo, en las entrañas de nuestro planeta reside un nada desdeñable 2% de Tea.
Dado que Gaia y Tea eran formaciones relativamente independientes y estaban compuestas de materiales diferentes, la teoría sugería que la Luna y nuestro planeta –en el que primaba el material de Gaia– debían tener composiciones distintas. Sin embargo, las mediciones de isótopos de alta precisión revelaron posteriormente que las composiciones de la Tierra y la Luna son notablemente similares, poniendo en entredicho la teoría convencional de la formación de nuestro satélite.
Para indagar más la teoría de la formación lunar, Deng Hongping, del Observatorio Astronómico de Shanghai, comenzó a investigar la formación de la Luna en 2017. Se centró en el desarrollo de un nuevo método de dinámica de fluidos computacional llamado Meshless Finite Mass (MFM) para ver cómo se mezclaron los materiales.
Mediante este enfoque y con numerosas simulaciones del gran impacto, Deng descubrió que la Tierra primitiva presentaba una estratificación del manto tras la colisión, y que el manto superior y el inferior tenían composiciones y estados diferentes. Ahí es donde podría haber restos del gran impacto ente el planeta Tierra y el planeta Tea, y no sólo en la Luna, que sería parte de la Tierra y en un 8%, de Tea.
Parte de Tea se hundió en la Tierra tras el impacto entre los planetas
¿Cómo se quedó la Tierra tras el impacto del planeta Tea? El manto superior tuvo un océano de magma, creado mediante una mezcla de material procedente de Gaia y Tea, mientras que el manto inferior permanecía en gran parte sólido y conservaba la composición material de Gaia. “Las investigaciones previas habían hecho excesivo hincapié en la estructura del disco de escombros –precursor de la Luna– y habían pasado por alto el impacto de la gran colisión sobre la Tierra primitiva”, explica Deng.
Tras debatir con geofísicos de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza), el investigador chino y sus colaboradores se dieron cuenta de que esta estratificación del manto podría haber persistido hasta nuestros días, lo que se corresponde con las anomalías sísmicas que se observan en la Tierra a unos 1.000 km bajo la superficie.
El equipo de investigación también calculó que este material del manto teiano, similar a las rocas lunares, está lleno de con hierro, lo que lo hace más denso que el material terrestre circundante. Así, se hundió rápidamente hasta el fondo del manto, moviéndose hacia arriba y hacia abajo lentamente (convección) y dando lugar a dos prominentes regiones llamadas ‘de baja velocidad de corte’, que han permanecido estables a lo largo de 4.500 millones de años de evolución geológica.
La hipótesis del planeta engullido explicaría estas regiones de ‘baja velocidad’ del manto interior.
¿Podría volver a pasar algo así? Desde el ICE-CSIC, el experto en defensa planetara Josep M. Trigo explica en el pódcast Tampoco es el fin del mundo que “la Tierra hoy en día no está en peligro. Los grandes impactos, como el que dio origen a la formación de la Luna, se remontan a más de 4.460 millones de años en el pasado” . La amenaza de un asteroide de tal magnitud queda disipada, “a no ser que descubramos alguno nuevo o algún cometa, esto no va a ocurrir en los próximos milenios”. Hay estudios de evolución dinámica que tienen fichados a los más grandes, y se pueden consultar en webs como la del JPL de la NASA.
En estudios de rocas de la Luna traídas en las misiones Apolo, Desch y sus colegas midieron las proporciones de isótopos de hidrógeno pesado e hidrógeno ligero. Descubrieron que el ligero era mucho más abundante en algunas de las muestras de la Luna que en las rocas de la Tierra. Y eso daba pistas sobre cómo debía de ser Tea. En un estudio de 2019, sugirieron que aquel cuerpo extraterrestre era enorme, seco y lleno de hierro denso en su manto.
De consolidarse esta hipótesis, la historia geológica de la Tierra actual comenzaría tras el impacto del planeta Tea, es decir, nuestro planeta se empezaría a entender unos 83 millones años después de lo pensado o, al menos, 83 millones después de que se formase Gaia, la Tierra joven.
Deng ve un papel aún más amplio para el estudio actual. Opina que esta investigación “incluso sirve de inspiración para comprender la formación y habitabilidad de exoplanetas más allá de nuestro sistema solar”.
- Estudio de Qian et al., ‘Nature’, 2023
- Primer estudio sobre el origen de la Luna y Tea de Hartmann y Davis, ‘Icarus’, 1975
- Estudio de Desh et al. sobre la composición de Tea, ‘Geochemistry’, 2019
- Deng Hongping (Observatorio Astronómico de Shanghái)
- Eva Villaver (Agencia Espacial Española)
- Josep M. Trigo (ICE-CSIC)
