Los Cometas

El bombardeo pesado tardío del sistema solar interior

Los planetas del sistema solar interior sufrieron dos períodos devastadores de bombardeo asteroidal. Las causas del primero de ellos parecen bastante claras, pero recién ahora estamos desentrañando las causas y efectos del segundo.

Científicos japoneses y de la Universidad de Arizona están convencidos de que la evidencia que han obtenido decide de una vez por todas las discusiones de décadas acerca de los objetos que bombardearon al sistema solar primitivo en un cataclismo ocurrido hace unos 3 900 millones de años.

Objetos del antiguo cinturón de asteroides idénticos en tamaño a los asteroides actuales del cinturón Marte-Júpiter (no cometas) martillaron los planetas rocosos interiores en una catástrofe única que duró un parpadeo de tiempo geológico (entre 20 y 150 millones de años), según informan los investigadores en el número del 16 de setiembre de la revista Science.

Sin embargo, los objetos de este tamaño que han estado golpeando nuestro sistema solar interior después del así llamado Bombardeo Pesado Tardío, pertenecen a una población completamente diferente, dicen el Profesor Emérito de la UA Robert Strom y sus colegas en el artículo “El origen de los impactadores planetarios en el sistema solar interior” ("The Origin of Planetary Impactors in the Inner Solar System").

Luego de que finalizara el período del Bombardeo Pesado Tardío (o Cataclismo Lunar), han sido principalmente los asteroides cercanos a la Tierra (NEAs = Near Earth Asteroids) los que han salpicado la región terrestre.

Durante los últimos 35 años, Strom ha estado estudiando el tamaño y la distribución de los cráteres por todo lo largo de las superficies del sistema solar. Desde hace tiempo ha sospechado que las responsables por los cráteres que se observan en el sistema solar interior pertenecen a dos diferentes poblaciones de proyectiles. Pero hasta ahora ha habido muy pocos datos como para probarlo.

Ahora las inspecciones asteroidales llevadas a cabo por la Vigilancia Espacial de la Universidad de Arizona, la Inspección Digital Sloan del Cielo, el telescopio japonés Subaru, y otras similares, han acumulado datos bastante completos sobre los asteroides de hasta un tamaño mínimo de algo menos de un kilómetro. De pronto, se hizo posible comparar los tamaños de los asteroides con el tamaño de los proyectiles que crearon los cráteres en las superficies que se encentran desde Marte hasta Mercurio.

“Cuando derivamos los tamaños de los proyectiles a partir del registro de cráteres utilizando leyes escalares, los tamaños más antiguos y más recientes de proyectiles se correspondían con las poblaciones más antiguas y las más jóvenes de asteroides”, dijo Strom. “Es una correspondencia asombrosa”.

“Una de las cosas que ésto nos dice es que la distribución de tamaños actual de los objetos en el cinturón de asteroides fue establecida hace al menos 4 000 millones de años”, dijo el científico planetario de la Universidad de Arizona Renu Malhotra, uno de los co-autores del artículo de Science, dijo: “Otra cosa que nos dice es que el mecanismo que causó el Bombardeo Pesado Tardío fue un evento gravitatorio que barrió objetos desde el cinturón de asteroides, sin importar el tamaño”.

En investigaciones previas, Malhotra descubrió cuál debió ser ese mecanismo. Hacia el final de su formación, Júpiter y los otros planetas gigantes gaseosos exteriores barrieron los escombros planetarios que se encontraban más lejos en el sistema solar, la región del Cinturón de Kuiper. Al eliminar los restos de polvo y trozos que quedaron de la formación del sistema solar exterior, Júpiter (especialmente) perdió energía orbital y se movió hacia adentro, más cerca del Sol. Esta migración aumentó la influencia gravitatoria de Júpiter sobre el cinturón de asteroides, lanzándolos (sin importar su tamaño) hacia el sistema solar interior.

La evidencia de que asteroides del cinturón principal aporrearon al sistema solar interior confirma un análisis cosmoquímico publicado previamente por el científico planetario de la Universidad de Arizona David A. Kring y sus colegas.

“La distribución de tamaños de los cráteres de impacto en las antiguas tierras altas de la Luna y de Marte es una comprobación completamente independiente del cataclismo del sistema solar interior y confirma nuestra evidencia cosmoquímica de una fuente asteroidal”, dijo Kring, uno de los co-autores del artículo de Science.

Kring formaba parte del equipo que antes había utilizado una técnica de datación de argón-argón para analizar las edades de fusión por impacto de los meteoritos lunares (rocas eyectadas al azar desde la superficie lunar y que llegaron a la Tierra después de permanecer en el espacio durante un millón de años o algo así).

Descubrieron, a partir de las edades de los “clastos” (fragmentos de roca fundida) en los meteoritos de breccia que toda la Luna fue bombardeada hace 3 900 millones de años, un verdadero cataclismo lunar. El análisis de las muestras lunares de Apolo nos dijo que los asteroides son la causa de al menos el 80% de los impactos lunares.

Los cometas han jugado un papel relativamente menor en los impactos del sistema solar interior, según concluyen Strom, Malhotra y Kring a partir de su trabajo. Contrariamente a la creencia popular, probablemente no más del 10% del agua de la Tierra provino de los cometas, dijo Strom.

Después del Bombardeo Pesado Tardío, las superficies terrestres estaban tan completamente alteradas que utilizando el registro de cráteres no se puede fechar ninguna de ellas que tenga más de 3 900 millones de años de edad. Rocas y minerales más antiguos se encuentran en la Luna y en la Tierra, pero son únicamente fragmentos de superficies más antiguas que fueron destrozadas por los impactos, comentaron los investigadores.

Strom dijo que si la Tierra tuvo océanos hace entre 4 400 y 4 000 millones de años, como sugieren otras evidencias geológicas, los mismos deber haber sido vaporizados por los impactos asteroidales durante el cataclismo.

Strom también ha desarrollado una hipótesis que sugiere que los eventos de impacto ocurridos durante el Bombardeo Pesado Tardío generaron enormes sistemas hidrotermales sub-superficiales que resultaron ser críticos para el desarrollo primitivo de la vida. Estimó que el cataclismo del sistema solar interior produjo más de veinte mil cráteres de entre diez a cien kilómetros de diámetro en la Tierra.

La dinámica de la formación de cráteres en el sistema solar interior cambió dramáticamente luego del Bombardeo Pesado Tardío. Desde ahí en más, el registro de cráteres de impacto refleja que la mayoría de los objetos que chocaron contra las superficies del sistema solar interior han sido asteroides cercanos a la Tierra, objetos más pequeños del cinturón principal que han sido lanzados hacia órbitas que cruzan las terrestres por medio de un fenómeno de selección por tamaño conocido como “efecto Yarkovsky”.

Este efecto tiene que ver con la forma en que los asteroides absorben y re-irradian desigualmente la energía solar. A lo largo de decenas de millones de años, el efecto es lo suficientemente fuerte como para empujar a los asteroides de menos de 20 kilómetros de diámetro a través de las resonancias jovianas que los lanzan hacia órbitas que cruzan las terrestres. Cuanto más pequeño sea el asteroide, mas fuerte es la influencia del efecto Yarkovsky.

Los geólogos planetarios han intentado contar los cráteres y su distribución por tamaño para obtener edades absolutas de las superficies de planetas y lunas.

“Pero hasta que conocimos el origen de los proyectiles, ha habido tanta incertidumbre que pensaba que nos podía llevar a un error enorme”, dijo Strom. “Pero ahora estoy en lo cierto. Por ejemplo, los investigadores han basado la historia de Marte en el registro de cráteres del bombardeo pesado, y está equivocado porque están utilizando únicamente una curva para la formación de cráteres, no dos”.

Los intentos de fechar los cuerpos del sistema solar exterior utilizando el registro de cráteres del sistema solar interior está completamente equivocado, dijo Strom. Pero sería posible fechar más adecuadamente las superficies del sistema solar interior una vez que los investigadores determinen la tasa de formación de cráteres debida al bombardeo de los asteroides cercanos a la Tierra, agregó.

Los autores del artículo de Science son Strom, Malhotra y Kring del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, y Takashi Ito y Fumi Yoshida del Observatorio Astronómico Nacional, Tokio, Japón.