La Tierra, un planeta muy especial del sistema solar, alberga un recurso esencial para la vida, desde las profundidades de su manto hasta los confines de su atmósfera: el agua. Pero, ¿cómo apareció el agua en lo que hace unos miles de millones de años era una árida esfera desértica?
Con el 72% de su superficie cubierta de agua, la Tierra hace honor a su nombre de planeta azul visto desde el cielo.
Y, sin embargo, los espacios marítimos que vemos son sólo una parte del agua presente en la Tierra.
Desde la atmósfera hasta la estructura interna de la Tierra, hay agua en todas sus formas, líquida, sólida y gaseosa.
Su presencia es tan lógica, tan obvia, que olvidamos que cuando la Tierra nació era un planeta seco, árido, sin agua ni atmósfera.
Entonces, ¿cómo acabamos teniendo un planeta tan rico en agua unos cuantos miles de millones de años después?
La formación de la Tierra
El Sol fue creado por una masa de gas y polvo que colapsó sobre sí misma hace 4.500 millones de años.
Poco después, los restos que rodeaban a la nueva estrella chocaron y, bajo el efecto de la gravitación y el fenómeno de la acreción, se agruparon para formar planetesimales, enormes trozos de materia que se unieron para formar los planetas que conocemos como parte del sistema solar: Venus, Marte, Tierra, Saturno, etc.
El sistema solar está dividido en dos partes, separadas por un cinturón de asteroides. Los planetas telúricos (Mercurio, Marte, Venus y la Tierra), que tienen superficies sólidas, están situados más cerca del Sol, en lo que se conoce como sistema solar interior. El sistema solar exterior está formado por los planetas gaseosos (Saturno, Júpiter, Urano y Neptuno).
Esta división en la composición geoquímica de los planetas se explica, en particular, por su distancia al Sol. La acción combinada de la escasa gravedad de los planetas terrestres, los vientos solares -una poderosa corriente de partículas- y la elevada radiación ultravioleta del joven Sol expulsaron los gases de los protoplanetas más cercanos desde sus primeros días, haciéndolos más pequeños, resistentes y áridos que los planetas situados fuera del cinturón de asteroides.
Y sin embargo, un buen día, esta Tierra desértica se convirtió en el hogar de uno de los recursos más importantes para la vida en la Tierra: el agua. Pero las razones exactas de su aparición siguen siendo muy inciertas.
Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que cuerpos húmedos e hidratados -meteoritos- procedentes de los confines del espacio se habían estrellado contra la Tierra y habían traído consigo este famoso recurso esencial para la vida, el agua.
Pero en los últimos años, importantes descubrimientos científicos han puesto en duda esta teoría. Es posible que, desde su nacimiento, la Tierra haya contado con los recursos necesarios para formar agua.
¿Cuál es el origen del agua en la Tierra?
Para desentrañar el misterio del agua, los investigadores se han fijado en las distintas capas de la Tierra, guardianas de su historia.
Analizando el contexto de formación y la composición de las rocas, es posible retroceder en el tiempo hasta los orígenes de nuestro sistema solar.
Por ello, numerosos estudios se han centrado en la composición isotópica del hidrógeno (H) que componen las moléculas de agua (H20: 2 átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno), presente en rocas terrestres y meteoritos.
En otras palabras, los científicos han realizado un análisis completo de la composición y proporción de los distintos elementos químicos presentes en estas rocas.
Estudiando la composición de minerales muy próximos a los elementos que componen el núcleo y el manto de la Tierra: las condritas de enstatita, rocas que se formaron durante los primeros 5 millones de años del sistema solar y cuya composición no ha cambiado desde entonces, los investigadores del CNRS y los cosmoquímicos Laurette Piani e Yves Marrocchi han descubierto que la Tierra poseía todos los elementos necesarios para la formación de agua desde su nacimiento.
Los resultados del estudio, publicados en la revista Science en 2020, revelan que los gases y el polvo que condujeron a la creación de la Tierra estaban suficientemente cargados de hidrógeno para explicar una gran proporción del agua presente en la Tierra.
En contacto con las moléculas de oxígeno de la Tierra, este dihidrógeno encerrado en las rocas podría haber permitido la formación de moléculas de agua en la Tierra.
Este hallazgo se confirmó en 2022 con la publicación en la revista Nature de un nuevo estudio realizado por investigadores del Museo Nacional de Historia Natural.
Mediante el análisis isotópico de las rocas más antiguas del sistema solar, determinaron que «en el gas en el que se formaron los bloques de construcción de los planetas terrestres, y en particular los de la Tierra, ya había vapor de agua con la composición isotópica adecuada para explicar el origen del agua en la Tierra», confirma una especialista en meteoritos primitivos y también autor del estudio.
¿Cuál es la mejor hipótesis para explicar el origen del agua en la Tierra?
Aunque aún quedan muchas piezas por colocar para completar el rompecabezas, el secreto del agua en la Tierra se va desvelando poco a poco.
Más recientemente, en 2023, un equipo de investigadores dirigido por la petróloga y vulcanóloga Megan E. Newcombe, de la Universidad de Maryland (Estados Unidos), añadió una nueva pieza al analizar fragmentos de meteoritos diferenciados -acondritas, cuerpos que proceden de un planeta fundido o de un gran asteroide- para demostrar que este tipo de meteoritos tiene un contenido de agua especialmente bajo. También estarían entre los cuerpos más secos del Universo.
Sin embargo, aún no se ha descartado la hipótesis de que el agua llegara a través de un cuerpo extraño. Una parte del agua podría proceder de condritas o meteoritos que no se han fundido.
Pero la pregunta sigue siendo: ¿en qué proporción? En su publicación, Laurette Piani e Yves Marrocchi proponen una aparición híbrida del agua en la Tierra, procedente tanto de un mecanismo interno a la Tierra, gracias a la presencia de hidrógeno y oxígeno, como externo a través de meteoritos.
Estos descubrimientos sucesivos han aportado cada uno su propia contribución a la reconstrucción de la historia del sistema solar, de la Tierra y de los demás planetas. Porque un planeta evolucionará de forma diferente si ha tenido o no agua desde su nacimiento.
En la Tierra, el agua habrá contribuido a modelar las capas más profundas de la Tierra, así como los ecosistemas y paisajes en los que vivimos. Estos avances nos permitirán avanzar en otros misterios, como el origen de la vida en la Tierra o la existencia de exoplanetas en el Universo.
