La historia más temprana de la Tierra siempre mostró zonas oscuras. Uno de esos capítulos involucra a Theia, el cuerpo planetario que chocó contra nuestro mundo primitivo y dio lugar a la Luna. Ese impacto, ocurrido hace 4500 millones de años, definió el futuro del planeta, modificó su tamaño, alteró su composición e inauguró la presencia de nuestro único satélite natural.
Sin embargo, el origen de aquel objeto colosal permaneció oculto durante décadas. Los nuevos resultados publicados en Science por equipos de la Universidad de Chicago y del Instituto Max Planck ofrecen una respuesta que cambia la perspectiva clásica: Theia no llegó desde regiones lejanas del Sistema Solar. Al contrario, emergió más cerca del Sol que la propia Tierra.
“En los inicios del Sistema Solar, un pequeño planeta conocido como Tea colisionó con la proto-Tierra. Los restos de ese impacto gigante formaron la Luna, incorporando material de Tea tanto a la Luna como a la Tierra”, sostuvieron los investigadores.
“Medimos los isótopos de hierro en muestras lunares, rocas terrestres y meteoritos que representan los reservorios isotópicos a partir de los cuales Tea y la proto-Tierra podrían haberse formado. La Tierra y la Luna presentan composiciones isotópicas de hierro indistinguibles, independientemente de su masa, y ambas definen un extremo del rango medido en meteoritos”, agregaron los investigadores.
Y completaron: “Combinando nuestros resultados con los de otros elementos, realizamos cálculos de balance de masa para Tea y la proto-Tierra. Descubrimos que la totalidad de Tea y la mayor parte de los demás materiales constituyentes de la Tierra se originaron en el Sistema Solar interior. Nuestros cálculos sugieren que Tea podría haberse formado más cerca del Sol que la Tierra”.
La conclusión proviene de una investigación que utilizó muestras lunares recogidas por las misiones Apolo y una batería de rocas terrestres para reconstruir la “lista de ingredientes” de ambos mundos. Ese enfoque permitió rastrear huellas químicas extremadamente sutiles que revelan la historia de formación de cada objeto.
“La composición de un cuerpo archiva toda su historia de formación, incluido su lugar de origen”, afirmó Thorsten Kleine, director del MPS y coautor del estudio. Esta idea guio el trabajo que buscó descifrar qué tipo de planeta modificó para siempre la evolución terrestre.
La huella del hierro y la pregunta crucial sobre el origen de Theia
Durante años, la teoría del gran impacto ordenó el relato: un cuerpo del tamaño aproximado de Marte chocó contra la Tierra hace 4.500 millones de años y lanzó al espacio material que terminó fusionado en la Luna.
El esquema general resultó convincente, aunque mantuvo un punto débil. ¿De dónde provenía Theia? No existió ninguna evidencia directa porque el planeta quedó destruido en la colisión. A pesar de eso, fragmentos químicos que sobrevivieron en la Tierra y en la Luna ofrecen pistas sobre su identidad.
El nuevo estudio analizó con precisión excepcional isótopos de hierro presentes en rocas lunares y terrestres. Los isótopos actúan como marcadores naturales capaces de revelar la zona en la que se formó un cuerpo celeste. Las variaciones en la proporción de cada isótopo dependen de la distancia al Sol durante los primeros instantes del sistema solar. El equipo utilizó esta propiedad para trazar un mapa químico de origen tanto de la Tierra primitiva como de Theia.
“Utilizamos análisis de alta precisión de isótopos de hierro de muestras de la Luna recogidas por las misiones Apolo. Estas mediciones se utilizan para discriminar entre el material que se formó en el sistema solar interior y el que se creó en el exterior”, explicó Timo Hopp, primer autor del estudio.
El resultado determinó que la proto-Tierra y la Luna comparten proporciones casi idénticas de isótopos de hierro y se alinean con la composición de meteoritos no carbonáceos, una familia de rocas espaciales típica del sistema solar interior. Esa coincidencia no solo confirmó una relación genética estrecha entre ambos cuerpos. También abrió una ruta para deducir qué elementos formaron originalmente a Theia y cuál fue su posición dentro del disco protoplanetario que rodeaba al Sol.
Para lograrlo, los autores integraron los datos de hierro con registros isotópicos ya disponibles de otros elementos clave, como cromo, molibdeno y circonio. Cada uno de esos elementos retrata etapas distintas de la formación planetaria. Algunos quedaron confinados en los núcleos metálicos de los mundos jóvenes, mientras otros permanecieron en los mantos rocosos exteriores. Esta distribución permite identificar cuándo y desde dónde llegó el material que todavía forma parte de la Tierra actual.
Theia y la Tierra surgieron como vecinas en el sistema solar interior
El análisis conjunto de todos los isótopos permitió reconstruir el rompecabezas. Los investigadores desarrollaron una especie de “ingeniería inversa” aplicada a los planetas.
Es decir, partieron del estado actual de la Tierra y la Luna para evaluar qué combinaciones posibles de composición y tamaño de la proto-Tierra y de Theia podrían producir esa coincidencia tan marcada en los isótopos de hierro y otros metales. Al comparar modelos y eliminar alternativas insuficientes, el equipo alcanzó un escenario con alto grado de consistencia.
“El escenario más convincente es que la mayor parte de los componentes básicos de la Tierra y Tea se originaron en el sistema solar interior. Es probable que la Tierra y Tea hayan sido vecinas”, dijo Hopp. La afirmación introduce un cambio notable respecto de la visión tradicional.
Durante mucho tiempo, algunos modelos ubicaron a Theia en zonas más alejadas del Sol. Bajo esa suposición, el cuerpo habría migrado hacia el interior y colisionado con la Tierra. En cambio, los nuevos datos indican que ambos mundos crecieron dentro de la misma región del sistema solar, probablemente muy cerca uno del otro.
El trabajo del Instituto Max Planck y de la Universidad de Chicago llevó la comparación aún más lejos. Las proporciones de isótopos halladas en la Luna y en la Tierra no solo señalan que ambos surgieron del sistema solar interior. También muestran una diferencia sutil que permite deducir la posición original de Theia. Para explicar el conjunto de datos, el modelo requiere que el planeta desaparecido incorporara material más cercano al Sol que el utilizado por la Tierra. Esa conclusión establece el origen de Theia en una zona todavía más interna.
El estudio también revisó cómo la formación del núcleo terrestre influyó en la distribución de los isótopos. Mucho antes del choque, el hierro y el molibdeno se hundieron hacia el centro del planeta joven. Después de ese proceso, el hierro presente en el manto terrestre solo pudo ingresar desde un aporte externo.
