Evolución del sistema solar y acumulación de planetas determinada por los isótopos de zirconio

Crédito: Render et al., 2022.

Al investigar las relaciones genéticas entre meteoritos y planetas, los isótopos nucleosintéticos, que se formaron en las fuentes estelares que aportaron material al sistema solar primitivo, pueden ser una herramienta poderosa. Sobre la base de isótopos nucleosintéticos de varios elementos, todos los materiales del sistema solar exhiben una dicotomía entre materiales carbonosos (CC) y no carbonosos (NC), con los CC enriquecidos en isótopos ricos en neutrones. El depósito NC se asocia comúnmente con el sistema solar interior y el depósito CC con el sistema solar exterior más allá de Júpiter. Sin embargo, se debate el mecanismo responsable de crear esta dicotomía.

El elemento zirconio (Zr) puede proporcionar nuevos conocimientos sobre el origen de esta dicotomía. Zr tiene cinco isótopos, siendo el 96Zr, que es rico en neutrones, nucleosintético. El zirconio es ignífugo, lo que significa que se condensa en sólidos a altas temperaturas. También es litófilo (amante de las rocas), lo que significa que se concentra en minerales de silicato en lugar de metal. Por lo tanto, el Zr no se ve afectado ni por la pérdida volátil ni por la formación del núcleo, y está alojado por completo en la porción de silicato de un planeta. Esto hace posible comparar directamente los isótopos de Zr de las porciones de silicato de la Tierra, Marte y los cuerpos de los meteoritos para proporcionar información sobre la naturaleza y el origen de sus componentes básicos.

Jan Render de la Universidad de Münster y sus colegas presentan nuevos datos de isótopos Zr de alta precisión para una variedad de meteoritos NC y CC. Su trabajo revela la misma dicotomía NC-CC observada para otros elementos, con 96Zr enriquecido en materiales CC. Los autores demostraron que las composiciones de CC se pueden producir como una mezcla entre materiales similares a NC e inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAI). Estos últimos, que son los primeros sólidos que se formaron en el sistema solar y están enriquecidos en isótopos ricos en neutrones, son más abundantes en las CC que en las NC. Este resultado respalda un modelo propuesto anteriormente en el que las composiciones isotópicas del material que caía en la nube molecular protoplanetaria variaban con el tiempo. LEE MÁS