Cristales de cloruro de sodio descubiertos en muestras de asteroides tipo S de Itokawa

El cloruro de sodio, mejor conocido como sal de mesa, no es exactamente el tipo de mineral que captura la imaginación de los científicos. Sin embargo, un puñado de diminutos cristales de sal descubiertos en una muestra de un asteroide entusiasma a los investigadores del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona porque estos cristales solo podrían haberse formado en presencia de agua líquida.

Aún más intrigante, según el equipo de investigación, es el hecho de que la muestra proviene de un asteroide de tipo S, una categoría conocida por carecer en su mayoría de minerales hidratados o que contienen agua. El hallazgo sugiere fuertemente que una gran población de asteroides que atraviesan el sistema solar puede no estar tan seca como se pensaba anteriormente. El descubrimiento, publicado en Nature Astronomy, da un nuevo impulso a la hipótesis de que la mayor parte del agua de la Tierra, si no toda, pudo haber llegado a través de asteroides durante la tumultuosa infancia del planeta.

Tom Zega, autor principal del estudio y profesor de ciencias planetarias en el Laboratorio Lunar y Planetario de la UArizona, y Shaofan Che, autor principal del estudio e investigador postdoctoral en el Laboratorio Lunar y Planetario, realizaron un análisis detallado de las muestras tomadas del asteroide Itokawa en 2005 por la misión japonesa Hayabusa y traído a la Tierra en 2010.

El estudio es el primero en probar que los cristales de sal se originaron en el cuerpo principal del asteroide, descartando cualquier posibilidad de que se formaran como resultado de la contaminación después de que la muestra llegara a la Tierra, una pregunta que había plagado estudios previos que habían encontrado cloruro de sodio en meteoritos. . de origen similar.

“Los granos se ven exactamente como los que verías si tomaras sal de mesa de tu casa y la pusieras bajo un microscopio electrónico”, dijo Zega. “Estos son hermosos cristales cuadrados. También fue divertido, porque tuvimos muchas conversaciones grupales animadas sobre ellos, porque era tan irreal.

Zega dijo que las muestras representan un tipo de roca extraterrestre conocida como condrita ordinaria. Derivado de los llamados asteroides tipo S como Itokawa, este tipo representa aproximadamente el 87% de los meteoritos recolectados en la Tierra. Muy pocos de ellos contienen minerales acuíferos.

“Durante mucho tiempo se pensó que las condritas ordinarias eran una fuente poco probable de agua en la Tierra”, dijo Zega, director de la Instalación de Imagen y Caracterización de Materiales de Kuiper en el Laboratorio Lunar y Planetario. “Nuestro descubrimiento de cloruro de sodio nos dice que esta población de asteroides podría contener mucha más agua de lo que pensábamos”.

Hoy en día, los científicos coinciden en gran medida en que la Tierra, junto con otros planetas rocosos como Venus y Marte, se formaron en la región interior de la nube arremolinada de gas y polvo alrededor del joven sol, conocida con el nombre de nebulosa solar, donde las temperaturas eran muy altas. alto. – demasiado alto para que el vapor de agua se condense del gas, según el Che.

“En otras palabras, el agua aquí en la Tierra tuvo que ser transportada desde los confines de la nebulosa solar, donde las temperaturas eran mucho más frías y permitían que existiera el agua, muy probablemente en forma de hielo”, dijo el Che. “El escenario más probable es que los cometas u otro tipo de asteroides conocidos como asteroides de tipo C, que residían más lejos en la nebulosa solar, migraran hacia el interior y entregaran su carga acuosa al impactar con la joven Tierra”.

El hallazgo de que el agua podría haber estado presente en las condritas ordinarias y, por lo tanto, provenir de fuentes mucho más cercanas al sol que sus parientes “más húmedos”, tiene implicaciones para cualquier escenario que intente explicar el suministro de agua a la Tierra primitiva.

La muestra utilizada en el estudio es una pequeña partícula de polvo de aproximadamente 150 micrómetros, aproximadamente el doble del diámetro de un cabello humano, de la cual el equipo cortó una pequeña sección de aproximadamente 5 micrones de ancho, lo suficientemente grande como para cubrir una sola célula de levadura. para analizar.

Utilizando varias técnicas, el Che pudo descartar que el cloruro de sodio fuera el resultado de la contaminación de fuentes como el sudor humano, el proceso de preparación de la muestra o la exposición a la humedad del laboratorio.

Debido a que la muestra había estado almacenada durante cinco años, el equipo tomó fotos de antes y después y las comparó. Las fotos mostraban que la distribución de los granos de cloruro de sodio dentro de la muestra no había cambiado, descartando la posibilidad de que alguno de los granos se hubiera depositado en la muestra durante este tiempo. Además, Che realizó un experimento de control al tratar un conjunto de muestras de rocas terrestres de manera similar a la muestra de Itokawa y examinarlas bajo un microscopio electrónico.

“Las muestras de la Tierra no contenían cloruro de sodio, lo que nos convenció de que la sal de nuestra muestra se originó en el asteroide Itokawa”, dijo. “Hemos descartado cualquier posible fuente de contaminación”.

Zega dijo que toneladas de material extraterrestre llueven sobre la Tierra todos los días, pero la mayor parte se quema en la atmósfera y nunca llega a la superficie.

“Se necesita una roca lo suficientemente grande para sobrevivir a la entrada y proporcionar esa agua”, dijo.

El trabajo anterior dirigido por el difunto Michael Drake, ex director del Laboratorio Lunar y Planetario, en la década de 1990 propuso un mecanismo por el cual las moléculas de agua en el sistema solar primitivo podrían quedar atrapadas en minerales de asteroides e incluso sobrevivir a un impacto en la Tierra.

“Estos estudios sugieren que el agua de varios océanos podría ser transportada únicamente por este mecanismo”, dijo Zega. “Si ahora resulta que los asteroides más comunes pueden ser mucho más ‘húmedos’ de lo que pensábamos, hará que la hipótesis del suministro de agua a los asteroides sea aún más plausible”.

Itokawa es un asteroide cercano a la Tierra con forma de cacahuete de unos 2000 pies de largo y 750 pies de diámetro y se cree que se separó de un cuerpo principal mucho más grande. Según Che y Zega, es concebible que allí se hayan acumulado agua congelada y cloruro de hidrógeno congelado, y que la descomposición natural de los elementos radiactivos y el bombardeo frecuente de meteoritos durante los primeros días del sistema solar podrían proporcionar suficiente calor para sustentar los procesos hidrotermales. involucrando agua líquida. En última instancia, el cuerpo principal habría sucumbido a los golpes y se habría fragmentado en fragmentos más pequeños, lo que llevaría a la formación de Itokawa.

“Una vez que estos ingredientes se unen para formar asteroides, existe la posibilidad de que se forme agua líquida”, dijo Zega. “Y una vez que haya formado líquidos, puede pensar en ellos como ocupando cavidades en el asteroide y potencialmente haciendo química del agua”.

Sin embargo, la evidencia que indica que los cristales de sal de la muestra de Itokawa han estado allí desde el comienzo del sistema solar no termina ahí. Los investigadores encontraron una vena de plagioclasa, un mineral de silicato rico en sodio, que atraviesa la muestra, enriquecido en cloruro de sodio.

“Cuando vemos esas vetas de meteorización en muestras terrestres, sabemos que se formaron por meteorización acuosa, lo que significa que debe involucrar agua”, dijo Che. “El hecho de que veamos esta textura asociada con el sodio y el cloro es una prueba más sólida de que esto sucedió en el asteroide cuando el agua fluyó a través de este silicato que contiene sodio”.

Actividad de fluidos hidrotermales en el asteroide Itokawaastronomía natural

Astrobiología, Astroquímica