Los científicos tienen una nueva herramienta para estimar cuánta agua podría estar oculta debajo de la superficie de un planeta

Científicos de la Universidad de Cambridge ahora tienen una forma de estimar cuánta agua puede almacenar un planeta rocoso en sus depósitos subterráneos. Se cree que esta agua, que está encerrada en la estructura de los minerales en el fondo, podría ayudar a un planeta a recuperarse de su ardiente nacimiento inicial.

Los investigadores desarrollaron un modelo que puede predecir la proporción de minerales ricos en agua dentro de un planeta. Estos minerales actúan como una esponja, absorbiendo agua que luego puede regresar a la superficie y reponer los océanos. Sus resultados podrían ayudarnos a comprender cómo los planetas pueden volverse habitables después de un intenso calor y radiación durante sus primeros años.

Se cree que los planetas que orbitan estrellas enanas rojas de tipo M, la estrella más común de la galaxia, son uno de los mejores lugares para buscar vida extraterrestre. Pero estas estrellas tienen años de adolescencia particularmente tempestuosos, liberando intensos estallidos de radiación que destruyen los planetas cercanos y eliminan el agua de su superficie.

La fase adolescente de nuestro Sol fue relativamente corta, pero las estrellas enanas rojas pasan mucho más tiempo en este angustioso período de transición. Como resultado, los planetas bajo sus alas sufren un efecto invernadero desbocado donde su clima se convierte en un caos.

«Queríamos investigar si estos planetas, después de una crianza tan tumultuosa, podrían rehabilitarse y albergar agua superficial», dijo la autora principal del estudio, Claire Guimond, estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge.

La nueva investigación, publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, muestra que el agua interior podría ser una forma viable de reponer el agua superficial líquida una vez que la estrella anfitriona de un planeta haya madurado y atenuado. Esta agua probablemente habría sido traída por los volcanes y liberada gradualmente como vapor a la atmósfera, junto con otros elementos que dan vida.

Su nuevo modelo les permite calcular la capacidad de agua interior de un planeta en función de su tamaño y la química de su estrella anfitriona. “El modelo nos da un límite superior sobre la cantidad de agua que un planeta podría transportar en profundidad, en función de estos minerales y su capacidad para absorber agua en su estructura”, dijo Guimond.

Los investigadores descubrieron que el tamaño de un planeta juega un papel clave para decidir cuánta agua puede contener. Esto se debe a que el tamaño de un planeta determina la proporción de minerales que transportan agua de los que está hecho.

La mayor parte del agua interior de un planeta está contenida dentro de una capa rocosa conocida como manto superior, que se encuentra directamente debajo de la corteza. Aquí, las condiciones de presión y temperatura son las adecuadas para la formación de minerales verde-azulados llamados wadsleyita y ringwoodita que pueden absorber agua. Esta capa rocosa también está al alcance de los volcanes, que podrían traer agua a la superficie a través de erupciones.

La nueva investigación mostró que los planetas más grandes, alrededor de dos o tres veces más grandes que la Tierra, generalmente tienen mantos rocosos más secos porque el manto superior rico en agua constituye una proporción más pequeña de su masa total.

Los resultados podrían proporcionar a los científicos pautas para ayudarlos en la búsqueda de exoplanetas que puedan albergar vida. Astronomía. «Cuando buscamos los planetas que mejor pueden contener agua, probablemente no quieras uno significativamente más masivo o mucho más pequeño que la Tierra».

Los hallazgos también podrían aumentar nuestra comprensión de cómo los planetas, incluidos los más cercanos a casa como Venus, pueden pasar de paisajes infernales estériles a una canica azul. Las temperaturas en la superficie de Venus, que tiene un tamaño y una composición similar a la de la Tierra, rondan los 450°C y su atmósfera está cargada de dióxido de carbono y nitrógeno. Sigue siendo una pregunta abierta si Venus albergó agua líquida en su superficie hace 4 mil millones de años. «Si ese es el caso, entonces Venus debe haber encontrado una manera de enfriarse y recuperar el agua superficial después de nacer alrededor de un sol ardiente», dijo Shorttle, «es posible que haya aprovechado su agua interior para hacer esto».

Referencia:
Guimond, CM, Shorttle, O. y Rudge, JF ‘La mineralogía del manto limita los inventarios de agua de los planetas rocosos’. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad148

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