Por qué Marte es un mequetrefe planetario

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Artículo publicado por Richard A. Kerr el 25 de mayo de 2011 en Science Now

Algo impidió el crecimiento de Marte en los primeros años del Sistema Solar, según informan los científicos planetarios hoy en Nature. Y otros investigadores están ofreciendo dos nuevas formas de que el naciente Marte pudiese haber quedado carente de los bloques básicos necesarios para crecer hasta hacer un planeta rocoso de mayor tamaño. Ambas formas implican una restructuración de jóvenes planetas conforme crecían.

Venus, la Tierra y Marte


Con una masa del 11% de la mara terrestre, Marte definitivamente es pequeño. Pero los dinámicos planetarios han tenido problemas para explicar por qué, dado que en sus modelos de ordenador del gas, polvo y escombros que giraban alrededor de la nebulosa solar primigenia, Marte tendía a crecer hasta el tamaño de la Tierra o Venus. En los modelos, planetesimales de un tamaño de kilómetros se aglomeran en “embriones” del tamaño de la Luna a Marte en el lugar en el que está el Marte actual. Estos embriones, a su vez, pasaron a aglomerarse hasta que se formó un Marte del tamaño de la Tierra. Obviamente, los modelos han pasado por alto algo.

Al contrario que el Marte de los modelos, el Marte real simplemente dejó de crecer una vez que alcanzó la etapa de embrión, de acuerdo con los geoquímicos planetarios Nicolas Dauphas de la Universidad de Chicago en Illinois y Ali Pourmand, actualmente en la Universidad de Miami en Florida. Los dos llegaron a tal conclusión después de hacer una nueva estimación de cuánto tiempo necesitaría el planeta para formarse.

Muchos investigadores han evaluado cuánto tiempo necesitó Marte para formarse usando el decaimiento regular del hafnio-182 radiactivo en tungsteno-182, pero las respuestas estaban por todos sitios. El problema era que la técnica de datación del hafnio-tungsteno depende no sólo de la medida de los isótopos relevantes en meteoritos que hace mucho que impactaron con Marte, sino también de saber la proporción relativa de hafnio y tungsteno en las profundidades del manto de Marte. Pero los meteoritos marcianos son trozos de corteza de Marte, una roca derivada del manto mediante la fusión, el cual altera la proporción de hafnio a tungsteno. Las estimaciones de los investigadores sobre la cantidad de alteración y, por tanto, el tiempo que necesitó Marte para formarse varían ampliamente.

Para disminuir la incertidumbre, Dauphas y Pourmand pasaron a mirar una diversidad de meteoritos no marcianos buscando una alternativa a la proporción hafnio-tungsteno que no se viera alterada. Lo encontraron en la proporción hafnio-176 a hafnio-177, los cuales son químicamente idénticos. Cuando rehicieron los cálculos usando proporciones isotópicas publicadas y su proporción elemental más precisa, encontraron que se necesitaban apenas de 2 a 4 millones de años para que Marte se formase, no las decenas de millones de años que tardó la Tierra en aglomerarse. Marte, por tanto, debe ser un embrión que por alguna razón dejó de fusionarse con otros embriones y no llegó a formar un planeta rocoso de tamaño completo.

Entonces, ¿por qué Marte no siguió creciendo? Dos estudios presentados el pasado marzo en la Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar en Houston, Texas, sugieren que la mejor forma de detener el desarrollo de Marte es cortar el suministro de material. En las simulaciones llevadas a cabo por los dinámicos planetarios David Minton y Harold Levison del Instituto de Investigación Southwest en Boulder, Colorado, Marte crece rápidamente colisionando con planetesimales del tamaño de kilómetros cerca del Sol. Pero al mismo tiempo, Marte es desplazado hacia fuera por billones de encuentros cercanos con planetesimales que dan infinitesimales empujones gravitatorios al creciente Marte sin impactar con él. Cuando el embrión alcanza la zona en la que Marte orbita actualmente, su crecimiento por acreción planetesimal desciende, pero los otros embriones quedan tras de sí, más cerca del Sol. Sin su suministro de materiales de construcción, Marte se mantiene como un embrión, mientras que Venus y la Tierra, algo más cerca del Sol, siguen creciendo.

O Júpiter podría haber dejado a Marte sin alimento, de acuerdo con el dinámico planetario Kevin Walsh, que también trabaja en el Instituto de Investigación Southwest en Boulder, y sus colegas. Modelaron un Sistema Solar primigenio en el cual el gas que rodeaba al Sol arrastró a Júpiter hacia el astro, como parece haber sucedido con los gigantes gaseosos en la mayor parte de sistemas exoplanetarios conocidos.,  Un Júpiter de migración interior habría lanzado planetesimales fuera de su camino para limpiar un hueco. El primer embrión en abandonar el hueco se convertiría en Marte, después de que Saturno se uniera gravitatoriamente a Júpiter y ambos se moviesen de nuevo hacia fuera.

“Parece una locura”, dice Minton, pero “había todo este tipo de movimiento de planetas en los inicios de la historia del Sistema Solar, cuando había muchos planetas en curso”. Exactamente cómo se produjo el intercambio planetario es algo que debe esperar a un modelado mucho mejor.


Autor: Richard A. Kerr
Fecha Original: 25 de mayo de 2011
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