Un estudio de la Universidad de Copenhague revela que los dos planetas rocosos acumularon su masa mediante distintas combinaciones de partículas pequeñas y cuerpos de mayor tamaño hace unos 4.500 millones de años.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Karem Díaz S.
La Tierra y Marte se formaron hace aproximadamente 4.500 millones de años en regiones relativamente próximas del Sistema Solar, pero sus procesos de crecimiento fueron considerablemente diferentes. Una nueva investigación internacional, dirigida por científicos de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, ha reconstruido parte de esa historia mediante el análisis de las huellas químicas conservadas en ambos planetas y propone que cada uno incorporó sus materiales de construcción en proporciones muy distintas.
El estudio, publicado el 25 de septiembre de 2026 en la revista científica Nature Astronomy, fue encabezado por Anders Johansen, del Instituto Globe de la Universidad de Copenhague, y Haiyang Wang, investigador especializado en formación planetaria.
Los resultados indican que al menos el 75 % de la masa terrestre procede de dos grandes embriones planetarios cuyo crecimiento estuvo dominado por la acumulación de partículas pequeñas, conocidas como guijarros. En Marte ocurrió prácticamente lo contrario: alrededor de tres cuartas partes de sus materiales habrían llegado mediante planetesimales, cuerpos rocosos de mayor tamaño que participaron en las primeras etapas de formación del Sistema Solar.
La diferencia resulta significativa porque ambos mundos surgieron dentro del mismo disco de gas y polvo que rodeaba al Sol primitivo. Hasta ahora, una de las grandes preguntas de la ciencia planetaria consistía en determinar si los planetas rocosos cercanos compartían mecanismos de crecimiento semejantes o si podían construirse mediante procesos diferentes.
Dos planetas vecinos con historias de crecimiento distintas
Durante los primeros millones de años del Sistema Solar, el entorno del joven Sol estaba ocupado por una extensa estructura de gas, polvo y fragmentos sólidos. Dentro de ese disco protoplanetario, las partículas comenzaron a agruparse y dieron origen a cuerpos cada vez mayores.
Los científicos consideran que existieron varios mecanismos capaces de transformar esos materiales iniciales en planetas. Uno de ellos fue la acreción de guijarros, proceso mediante el cual cuerpos suficientemente grandes capturaban pequeñas partículas sólidas que se desplazaban a través del gas del disco.
Otro mecanismo fue la acumulación mediante planetesimales, objetos rocosos que podían alcanzar tamaños considerables y que contribuían al crecimiento planetario a través de encuentros gravitacionales y colisiones.
Ambos procesos pudieron actuar simultáneamente, pero sus contribuciones relativas no tenían por qué ser iguales en todos los mundos.
La investigación dirigida por Johansen y Wang respalda precisamente esa interpretación. En lugar de identificar una única ruta de formación para los planetas interiores, propone un modelo híbrido en el que la Tierra y Marte siguieron trayectorias de crecimiento distintas.
Este resultado complementa investigaciones anteriores sobre los materiales secos y rocosos que participaron en la formación terrestre, un asunto fundamental para comprender las condiciones químicas del planeta primitivo.
La Tierra habría crecido a partir de dos grandes protoplanetas
El modelo presentado por los investigadores indica que al menos tres cuartas partes de la masa terrestre proceden de dos protoplanetas que crecieron principalmente mediante la incorporación de guijarros.
Los protoplanetas son cuerpos que alcanzaron dimensiones importantes durante la formación del Sistema Solar, aunque todavía no habían completado su evolución hasta convertirse en planetas plenamente desarrollados.
En este escenario, dos de esos objetos habrían concentrado una fracción predominante de los materiales que finalmente integraron la Tierra.
El resto de la masa terrestre, hasta aproximadamente una cuarta parte, habría sido aportado por planetesimales. Los investigadores encontraron que una parte de esos materiales pudo presentar características químicas semejantes a las de Vesta, uno de los grandes cuerpos del cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter.
La propuesta no significa que la Tierra se formara sin colisiones importantes. Los impactos continuaron desempeñando un papel en su evolución, pero el estudio atribuye una mayor importancia al crecimiento previo de sus principales embriones mediante partículas pequeñas.
Esta distinción es relevante porque la manera en que un planeta acumula materia influye sobre su historia térmica, su diferenciación interna y la distribución de determinados elementos químicos.
Marte conservó una huella de formación dominada por planetesimales
El planeta rojo presenta una distribución prácticamente inversa a la terrestre.
Según las estimaciones del estudio, alrededor del 73 % de los materiales silicatados de Marte proceden de planetesimales con características semejantes a las de Vesta, mientras que aproximadamente el 27 % corresponde a materiales incorporados mediante acreción de guijarros.
Los investigadores expresaron estas proporciones con márgenes de incertidumbre de cinco puntos porcentuales para cada componente.
La diferencia sugiere que Marte experimentó una historia de crecimiento en la que las colisiones y la acumulación de cuerpos rocosos relativamente grandes tuvieron mayor protagonismo.
En cambio, la Tierra habría heredado una proporción superior de materiales procedentes de embriones planetarios alimentados por el flujo de partículas pequeñas del disco protoplanetario.
Esta reconstrucción ofrece una explicación adicional para entender por qué dos planetas que comparten características generales, como una superficie rocosa y una composición dominada por silicatos, presentan diferencias profundas en su tamaño, estructura y evolución.
Sin embargo, el estudio no demuestra que sus distintas rutas de crecimiento expliquen por sí solas todas esas diferencias. La historia posterior de cada mundo también estuvo condicionada por impactos, procesos internos, actividad volcánica y evolución atmosférica.
El sodio, el potasio y el zinc permiten reconstruir el pasado planetario
Para investigar acontecimientos ocurridos hace miles de millones de años, los científicos recurrieron a elementos químicos cuya presencia puede proporcionar información sobre las condiciones de formación de un planeta.
El equipo se concentró especialmente en el sodio, el potasio y el zinc, considerados elementos relativamente volátiles porque pueden perderse con mayor facilidad cuando los materiales experimentan temperaturas elevadas.
Durante la construcción de los planetas, el calentamiento asociado a las colisiones, la radiación y otros procesos físicos pudo modificar la cantidad de estos elementos que permaneció en los materiales sólidos.
Por ello, sus abundancias actuales conservan información sobre las condiciones térmicas y los tipos de materiales que participaron en el crecimiento planetario.
Los investigadores analizaron la composición de los reservorios silicatados de la Tierra y Marte, especialmente sus mantos, para reconstruir las proporciones de los distintos componentes originales.
El trabajo parte de una idea fundamental: aunque gran parte de los materiales iniciales desapareció o fue transformada durante la evolución planetaria, algunas relaciones químicas pueden preservar señales de procesos muy antiguos.
El uso de elementos volátiles como indicadores tiene antecedentes importantes. Los análisis del zinc presente en meteoritos ya habían permitido investigar la procedencia de sustancias incorporadas a la Tierra durante su formación.
La nueva investigación amplía este enfoque al comparar directamente las historias de crecimiento de dos planetas vecinos.
Un modelo informático comparó diferentes escenarios de formación
El equipo combinó información geoquímica con simulaciones de crecimiento planetario y herramientas estadísticas destinadas a evaluar qué escenarios resultaban más compatibles con las observaciones.
Entre los procedimientos empleados figura la inferencia bayesiana, un método que permite comparar hipótesis teniendo en cuenta los datos disponibles y los márgenes de incertidumbre.
En este caso, los investigadores utilizaron las concentraciones de elementos volátiles para estimar cuánto material pudo llegar mediante acreción de guijarros y cuánto a través de planetesimales.
La metodología permitió contrastar distintas combinaciones de materiales y condiciones iniciales.
Los autores reconocen que no es posible conocer con precisión la composición de todos los objetos que existieron alrededor del Sol hace 4.500 millones de años. Por ese motivo, examinaron cómo cambiaban las estimaciones cuando se modificaban determinados parámetros del modelo.
Los resultados conservaron una diferencia general entre ambos planetas: la Tierra mostró un predominio de materiales vinculados con protoplanetas alimentados por guijarros, mientras que Marte presentó una contribución mayoritaria de planetesimales.
Los porcentajes concretos pueden variar según las hipótesis utilizadas, por lo que deben interpretarse como estimaciones científicas y no como mediciones directas de acontecimientos observados.
La investigación aporta una alternativa al análisis de isótopos
Durante décadas, el estudio de los isótopos ha sido una herramienta esencial para reconstruir la procedencia de los materiales que formaron los planetas.
Los isótopos son variantes de un mismo elemento químico que contienen diferente número de neutrones. Sus proporciones pueden actuar como señales de origen y permitir comparaciones entre rocas terrestres, meteoritos y materiales extraterrestres.
Sin embargo, algunas composiciones isotópicas pueden ser compatibles con más de una historia de formación.
Johansen y Wang consideran que las abundancias de elementos volátiles ofrecen una vía complementaria para evaluar los procesos que intervinieron en la construcción de los planetas rocosos.
La diferencia principal es que estas abundancias no solo contienen información sobre la procedencia de los materiales, sino también sobre los procesos térmicos que pudieron modificar su composición.
La combinación de ambos enfoques podría contribuir a reducir las incertidumbres de los modelos actuales, especialmente cuando se comparan cuerpos que evolucionaron bajo condiciones distintas.
El origen del agua terrestre sigue siendo una cuestión decisiva
Una de las implicaciones más importantes del estudio está relacionada con la incorporación y conservación de sustancias volátiles durante la formación planetaria.
El agua es uno de los compuestos más relevantes en este contexto, debido a su influencia sobre los procesos geológicos, la evolución de las atmósferas y las condiciones que pueden favorecer la habitabilidad.
Los mecanismos de crecimiento determinan qué materiales llegan a un planeta, pero también pueden influir sobre cuánto calor experimentan y qué sustancias consiguen conservar.
Un cuerpo que atraviesa episodios de calentamiento intenso puede perder parte de sus componentes volátiles. Otro, formado mediante una combinación diferente de materiales y condiciones, puede conservar una proporción distinta.
Esto no significa que el estudio haya demostrado directamente cómo llegó toda el agua a la Tierra. La procedencia del agua terrestre sigue siendo objeto de investigaciones que consideran varias fuentes y procesos.
Entre las hipótesis examinadas se encuentran las interacciones entre atmósferas primitivas ricas en hidrógeno y océanos de magma, procesos que podrían haber contribuido a la formación de agua durante las primeras etapas planetarias.
Estas posibilidades forman parte del debate sobre cómo obtuvo la Tierra su agua, una pregunta estrechamente relacionada con su composición original y con los materiales incorporados durante su crecimiento.
La nueva investigación aporta información adicional a ese debate al proponer una distribución concreta de los mecanismos que participaron en la formación terrestre.
Las diferencias entre ambos mundos ayudan a estudiar otros planetas
El interés de los resultados no se limita a la historia de la Tierra y Marte.
La astronomía ha identificado miles de planetas alrededor de otras estrellas, muchos de ellos con tamaños y características orbitales diferentes de los observados en el Sistema Solar.
Determinar cómo se formaron esos mundos representa una dificultad importante porque, en la mayoría de los casos, los investigadores no pueden analizar directamente muestras de sus rocas.
Los modelos de crecimiento planetario permiten relacionar propiedades observables, como la masa y el radio, con posibles estructuras internas y composiciones químicas.
Comprender que dos planetas vecinos pueden crecer mediante combinaciones muy diferentes de materiales ayuda a evitar interpretaciones demasiado simples sobre la formación de otros sistemas planetarios.
También refuerza la importancia de estudiar la composición de los mundos rocosos desde diferentes perspectivas, incluidas las observaciones astronómicas, la geoquímica y la modelización física.
La comparación de sus características superficiales mediante mapas geológicos de la Tierra y Marte constituye otra herramienta complementaria para reconstruir procesos planetarios, aunque corresponde a etapas y escalas diferentes de las examinadas en el nuevo estudio.
La composición inicial puede influir en la habitabilidad futura
Los investigadores consideran que conocer mejor los mecanismos de pérdida y conservación de elementos volátiles podría ayudar a evaluar las condiciones iniciales de planetas situados alrededor de otras estrellas.
El contenido de agua y otros compuestos depende de múltiples factores, entre ellos la composición de los materiales originales, la temperatura durante el crecimiento y la evolución posterior de la atmósfera.
La formación de un planeta no determina de manera automática si será habitable, pero establece parte de las condiciones físicas y químicas que influirán sobre su evolución.
La Tierra desarrolló océanos persistentes y una historia geológica compatible con la aparición y continuidad de la vida. Marte, por su parte, conserva evidencias de antiguos ambientes con agua líquida, aunque actualmente presenta condiciones superficiales muy diferentes.
El estudio no establece una relación causal directa entre las proporciones de guijarros y planetesimales y la habitabilidad posterior de ambos mundos. Su principal aportación consiste en ofrecer una reconstrucción de cómo pudieron adquirir sus materiales iniciales.
Para comprobar y ampliar estas conclusiones serán necesarias nuevas comparaciones geoquímicas, mejores restricciones sobre la composición de los cuerpos primitivos y modelos que integren las diferentes etapas de evolución planetaria.
Los resultados respaldan una interpretación de la formación del Sistema Solar en la que la proximidad al Sol no garantiza historias de crecimiento equivalentes. La Tierra y Marte pudieron compartir un entorno de origen y, aun así, construirse mediante combinaciones profundamente distintas de los mismos procesos físicos.
Fuentes referenciales:
Universidad de Copenhague — New study rekindles contested question: Earth and Mars had different origins
Infobae — Investigación sobre las diferentes rutas de formación de la Tierra y Marte
