Dos meteoritos permiten asomarse a la química del sistema solar antes de la Tierra

 

Aguas Zarcas, el meteorito que cayó en Costa Rica en 2019 y cuya materia orgánica ha sido estudiada junto con la del meteorito Murchison. Fotografía: Steve Jurvetson / Wikimedia Commons. Licencia CC BY 2.0.

Dos meteoritos permiten asomarse a la química del sistema solar antes de la Tierra

Murchison y Aguas Zarcas, llegados a la Tierra con medio siglo de diferencia, contienen diversidad de materia orgánica. Un nuevo estudio ha identificado decenas de miles de composiciones moleculares y ha logrado observar algunas de esas moléculas átomo a átomo

Murchison cayó en Australia en 1969 y desde entonces se ha convertido en uno de los meteoritos más estudiados. Aguas Zarcas llegó a Costa Rica en 2019. Ahora, investigadores del National High Magnetic Field Laboratory, la Florida State University y el Brookhaven National Laboratory han analizado pequeñas muestras de ambos objetos para investigar con detalle su materia orgánica soluble.

El estudio, publicado en The Planetary Science Journal, revela una gran diversidad molecular. Los investigadores pudieron asignar más de 18.000 fórmulas moleculares en cada uno de los extractos estudiados. Las moléculas analizadas presentan cadenas de carbono que pueden alcanzar aproximadamente los 70 átomos de carbono.

Una química mucho más compleja de lo que parece

Para estudiar estos materiales, los científicos utilizaron distintos disolventes y posteriormente analizaron los extractos mediante espectrometría de masas FT-ICR, una de las técnicas de mayor resolución disponibles para estudiar mezclas moleculares extremadamente complejas.

El instrumento utilizado trabaja con un campo magnético de 21 teslas en el National High Magnetic Field Laboratory. Esta resolución permite distinguir señales correspondientes a compuestos diferentes que, con instrumentos menos precisos, podrían resultar prácticamente indistinguibles.

Pero existe una limitación importante: conocer la fórmula molecular no significa conocer exactamente la estructura de una molécula. Dos moléculas pueden tener los mismos átomos y, sin embargo, estar organizadas de maneras diferentes.

Por eso el equipo recurrió a una segunda técnica, la microscopía de fuerza atómica de alta resolución y sin contacto. Percy Zahl, investigador del Brookhaven National Laboratory, utilizó una sonda afilada que se mantiene sobre la superficie y permite obtener imágenes de moléculas individuales a escala atómica.

El procedimiento es tan delicado que obtener imágenes de unas pocas moléculas puede requerir desde varios días hasta muchos meses. El trabajo constituye, según los investigadores, la tercera ocasión documentada en la que este tipo de microscopía se utiliza para estudiar material meteorítico.

La combinación de ambas técnicas resulta especialmente valiosa. La espectrometría proporciona una especie de inventario químico de enorme amplitud, mientras que la microscopía permite acercarse a la arquitectura de determinadas moléculas y observar cómo están conectados sus átomos.

Dos meteoritos, dos historias químicas

La comparación entre Murchison y Aguas Zarcas ha proporcionado un resultado muy interesante. Aunque los dos meteoritos pertenecen a una familia semejante de materiales ricos en carbono, sus perfiles moleculares presentan diferencias importantes y solo una fracción relativamente pequeña de sus composiciones complejas coincide.

Esto apunta a que los asteroides de los que proceden no experimentaron las mismas condiciones durante su evolución. La cantidad de agua disponible, el calentamiento, las reacciones químicas y otros procesos pudieron modificar de maneras diferentes la materia orgánica presente en cada cuerpo.

El hallazgo ofrece, de esta manera, una imagen más compleja del sistema solar primitivo. Los asteroides no fueron necesariamente depósitos químicos uniformes, más bien pequeños mundos sometidos a historias diferentes.

Y hay algo fascinante: las moléculas estudiadas permanecieron protegidas durante miles de millones de años antes de que sus fragmentos llegaran hasta nuestro planeta.

Esto no significa que estos meteoritos contengan vida ni que demuestren el origen de la vida terrestre. Lo que muestran es algo anterior, que la materia orgánica compleja ya formaba parte de los materiales que existían en el sistema solar antes de que la Tierra adquiriera su forma actual. En cierto modo, Murchison y Aguas Zarcas funcionan como pequeñas cápsulas del tiempo.