De acuerdo a una reciente investigación publicada en Nature, una estructura de roca extrañamente densa cercana al núcleo de la Tierra procede de un impacto ocurrido con otro planeta hace 4.500 millones de años.

Hace unos 4.500 millones de años, un objeto del tamaño de Marte chocó contra la joven Tierra, esparciendo restos que se fusionaron para formar la Luna, según creen muchos científicos. Algunos restos de ese objeto, llamado Theia, existen hoy en forma de grandes cantidades de material denso asentado sobre el núcleo de la Tierra, según proponen los investigadores el 1 de noviembre en la revista Nature.

Colisión entre la joven Tierra y Theia

En los últimos años, los geofísicos han descubierto zonas de roca del tamaño de continentes en la base del manto de la Tierra, donde las ondas sísmicas viajan anormalmente despacio, lo que sugiere que la roca allí es más densa que el resto de la roca del manto. Una de estas manchas, conocidas como grandes provincias de baja velocidad, se encuentra bajo África. La otra se encuentra a medio mundo de distancia, bajo el Océano Pacífico, explica Qian Yuan, geodinamista planetario de Caltech.

Algunos investigadores han sugerido que estas masas son los restos de placas tectónicas que fueron empujadas por debajo de otras y luego se hundieron hasta el límite entre el núcleo externo de la Tierra y el manto suprayacente. Pero Yuan y sus colegas ofrecen una historia de origen diferente.

La Luna sólo tiene un 2% de la masa de la Tierra, lo que deja una cantidad considerable de Theia sin explicar. Así que, utilizando simulaciones por superordenador, los investigadores rastrearon las consecuencias de una colisión entre la Tierra naciente y otro objeto con un 10% de masa.

En las simulaciones, cada cuerpo tenía antes de la colisión un denso núcleo de hierro envuelto por un manto de rocas más ligeras. Cada objeto se subdividió digitalmente en partículas de unos 10 kilómetros de diámetro, de modo que pudieran rastrearse los fragmentos posteriores al impacto, explica Vincent Eke, coautor del estudio y físico computacional de la Universidad de Durham (Inglaterra). En total, las simulaciones del equipo rastrearon unos 100 millones de partículas, señala.

Hace casi 4.500 millones de años, un protoplaneta del tamaño de Marte se estrelló contra la Tierra (panel izquierdo en esta ilustración). Los científicos creen que esa colisión finalmente creó la luna (orbe gris, panel derecho) y puede haber dejado masas de roca densa del tamaño de un continente sobre el núcleo de la Tierra (grumos rojos, derecha). Crédito de imagen: Hernán Cañellas

Gran parte del núcleo de Theia quedó incrustado en la Tierra

Las simulaciones sugieren que una gran parte del núcleo de Theia -equivalente a cerca del 3 por ciento de la masa de la Tierra actual- quedó en nuestro planeta. Poco después de la colisión, ese denso material fundido se habría hundido hasta unirse al núcleo de la Tierra. Mientras tanto, un gran volumen del manto de Theia, hasta el 5% de la masa de la Tierra, estaba incrustado en los 1.400 kilómetros superiores del manto terrestre, según el estudio.

Las rocas lunares sugieren que el manto de Theia contenía mayores proporciones de minerales de óxido de hierro. Esto significa que probablemente era un poco más denso que el manto terrestre, según Yuan. A lo largo de las decenas de millones de años que siguieron a la colisión, ese material más denso que la media se hundió lentamente hasta acumularse y formar las grandes provincias de baja velocidad, sugieren los investigadores.

Aunque muchos investigadores han sugerido que estas provincias de baja velocidad son restos de placas tectónicas, otros han propuesto que son restos de alta densidad del océano magmático original de la Tierra que se hundió hasta los niveles más bajos del manto terrestre. Atribuirlos al material que quedó tras la colisión entre Theia y la Tierra naciente “es una idea nueva, creo”, afirma Paul Tackley, geodinamista del ETH Zurich que no participó en el nuevo estudio.

Sea o no un choque con Theia lo que creó las provincias de baja velocidad, es al menos plausible que hayan durado los casi 4.500 millones de años transcurridos desde la formación de la Luna, afirma Tackley. Si los materiales de esas zonas son lo suficientemente densos como para resistir la mezcla con el manto suprayacente a medida que éste fluye lentamente a través de ellas, afirma, “pueden sobrevivir a lo largo del tiempo geológico.”

Conocida como la “hipótesis del impacto gigante”, una colisión entre la Tierra y un protoplaneta sigue siendo la principal teoría sobre cómo se formó la Luna. Anteriormente, los investigadores han sugerido que una colisión de este tipo ayudaría a explicar las ligeras diferencias químicas entre las rocas lunares y las de la Tierra. Y recientemente los científicos han propuesto que una colisión entre la Tierra naciente y Theia, además de crear la luna de nuestro planeta, también podría haber puesto en marcha la tectónica de placas.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Nature.

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