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Nueva visión del origen del agua en la tierra


Los científicos han descubierto que la materia orgánica interestelar podría producir un suministro abundante de agua por calentamiento, lo que sugiere que la materia orgánica podría ser la fuente de agua terrestre.


por la Universidad de Hokkaido


Sigue habiendo una serie de misterios en nuestro planeta, incluido el escurridizo origen del agua en la tierra. Los estudios activos sugirieron que el agua terrestre había sido entregada por cometas helados o meteoritos que contenían silicatos hidratados que provenían del exterior de la «línea de nieve», el límite más allá del cual el hielo puede condensarse debido a las bajas temperaturas. Sin embargo, estudios más recientes han proporcionado observaciones opuestas a la teoría del origen cometario, pero aún no han sugerido sustituciones plausibles para la fuente de agua terrestre. «Hasta ahora, se ha prestado mucha menos atención a la materia orgánica, en comparación con los helados y los silicatos, a pesar de que hay una abundancia dentro de la línea de nieve», dice el científico planetario Akira Kouchi de la Universidad de Hokkaido.

En el estudio actual publicado en Scientific Reports , un grupo de científicos dirigido por Akira Kouchi demuestra que el calentamiento de la materia orgánica interestelar a alta temperatura podría producir abundante agua y aceite. Esto sugiere que se podría producir agua dentro de la línea de nieve, sin ninguna contribución de cometas o meteoritos entregados desde fuera de la línea de nieve.

Nueva visión del origen del agua en la tierra.Después de calentar a 400 ℃, análogo de materia orgánica interestelar claramente separada en dos capas de aceite (negro) y agua (transparente amarillento) (a: antes de calentar, b: después de calentar a 400 ℃). Crédito: Hideyuki Nakano et al., Scientific Reports , 8 de mayo de 2020.

Nueva visión del origen del agua en la tierra.El análogo interestelar de materia orgánica produce gotas de agua y aceite a medida que aumenta la temperatura de calentamiento. A 102 ℃, el análogo de la materia orgánica fue uniforme. A 350 ℃, se vieron claramente gotas de agua. A 400 ℃, se produjo evidentemente aceite negro. Crédito: Hideyuki Nakano et al., Scientific Reports , 8 de mayo de 2020.

Nueva visión del origen del agua en la tierra.

Como primer paso, los investigadores hicieron un análogo de la materia orgánica en las nubes moleculares interestelares utilizando reactivos químicos. Para hacer que el análogo, se refirieron a los datos analíticos de compuestos orgánicos interestelares hechas por la irradiación de UV en una mezcla que contiene H 2 O, CO y NH 3 , que imitaba su proceso sintético natural. Luego, gradualmente calentaron el análogo de materia orgánica de 24 a 400 ° C bajo presión en una celda de yunque de diamante. La muestra fue uniforme hasta 100 ℃, pero se separó en dos fases a 200 ℃. Aproximadamente a 350 ℃, la formación de gotas de agua se hizo evidente y el tamaño de las gotas aumentó a medida que aumentó la temperatura. A 400 ℃, además de las gotas de agua, se produjo aceite negro.

El grupo realizó experimentos similares con grandes cantidades de materia orgánica, que también produjeron agua y aceite. Su análisis de los espectros de absorción reveló que el componente principal del producto acuoso era agua pura. Además, el análisis químico del petróleo producido mostró características similares al petróleo crudo típico que se encuentra debajo de la tierra.

Análogo de materia orgánica que produce agua y aceite por calentamiento. 
Se formaron notablemente gotas de agua redondas a aproximadamente 350 ℃. 
Crédito: Hideyuki Nakano et al., Informes científicos

«Nuestros resultados muestran que la materia orgánica interestelar dentro de la línea de nieve es una fuente potencial de agua en la tierra. Además, la formación de aceite abiótico que observamos sugiere fuentes más extensas de petróleo para la Tierra antigua de lo que se pensaba anteriormente», dice Akira Kouchi. «Los análisis futuros de la materia orgánica en muestras del asteroide Ryugu, que el explorador de asteroides japonés Hayabusa2 traerá a finales de este año, deberían avanzar en nuestra comprensión del origen del agua terrestre».


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