El oro, ¿vino del espacio?

¿Por qué encontramos pepitas de oro en la superficie de la Tierra?

Para los jefes tribales de la América precolombina, el deslumbrante amarillo del oro que encontraban en el fondo de los riachuelos o enterrado bajo el piso rocoso simbolizaba el poder del dios sol. Por eso se vestían con armaduras de batalla forjadas con el metal encantado confiados de que les protegería.

Pero sufrieron una decepción.

"¿Por qué encontramos pepitas de oro en la superficie de la Tierra?", pregunta el escritor científico John Emsley. "La respuesta a eso es que han llegado del espacio en forma de meteoritos".El oro, un metal inusualmente suave, no tenía nada que hacer frente al acero de los españoles. Pero puede que los indígenas americanos no estuviesen tan despistados al creer que ese elemento era de otro mundo.

Esta teoría ha sido adoptada en las últimas décadas por la mayoría de los científicos como una forma de explicar la abundancia de oro sobre la Tierra. Se cree que nuestro planeta tiene 1,3 gramos de oro por cada 1.000 toneladas de otro tipo de materiales de la corteza terrestre (la cáscara rocosa del planeta tiene unas 25 millas de espesor -más de 40 kilómetros-), una cifra demasiado alta como para encajar con los modelos estándares de formación de nuestro planeta.

Después de su nacimiento hace 4.500 millones de años, la superficie de la Tierra estaba cubierta de volcanes y rocas fundidas. Después, durante decenas de millones de años, la mayoría del hierro se hundió a través de la capa exterior conocida como el manto hacia el núcleo de la Tierra. El oro se habría mezclado con el hierro y se habría hundido con él. Matthias Willbold, un geólogo del Imperial College de Londres, compara ese proceso con el que sucede con las gotas de vinagre que se quedan en el fondo de un plato con aceite de oliva.

"Todo el oro debería haber desaparecido", afirma.

Lluvia de meteoritos

Sin embargo, no ha sido así. Así que la ciencia tiene que dar una explicación a eso y la respuesta preferida en estos momentos por los científicos es que hubo una lluvia de meteoritos.

"La teoría es que después de que se formó el núcleo terrestre hubo una lluvia de meteoritos que impactó contra la Tierra", explica Willbold. "Esos meteoritos contenían una cierta cantidad de oro que rellenó el manto y la corteza continental de la Tierra con oro".

Una inmensa tormenta de meteoritos tuvo lugar hace 3.800 millones de años.

Willbold explica que esta teoría encaja con el patrón de actividad meteorítica tal y como la entienden los científicos que tuvo su punto culminante en una inmensa tormenta que tuvo lugar hace 3.800 millones de años a la que se conoce como "bombardeo terminal".

El impacto de los meteoritos, que provenían de un cinturón de asteroides que todavía existe entre la Tierra y Marte, provocó los cráteres que vemos en la Luna.

Esta idea de la lluvia de meteoritos bañados en oro se mencionó por primera vez tras los viajes a la Luna de las naves Apolo en la década de los 70. Los científicos que examinaron las muestras de rocas del manto de la Luna encontraron mucho menos iridio y oro que lo hallado en la superficie lunar o en la corteza y manto de la Tierra.

Algunos presentaron como hipotésis que tanto la Luna como la Tierra habían sido impactadas por meteoritos ricos en iridio, conocidos como condritas, del espacio exterior. Mientras que la valiosa carga de esta lluvia meteórica quedó dispersa en la superficie de la Luna, en la Tierra, la actividad interna del planeta la revolvió con el manto terrestre.

La hipótesis se ha vuelto una teoría fundamental en la ciencia planetaria.

También ayuda a explicar otras muchas anomalías de la composición terrestre. Se cree que los mismos meteoritos trajeron el carbono, el nitrógeno, el agua y los aminoácidos que son vitales para la vida en nuestro planeta.

"Son básicamente los pilares de la Tierra", sostiene Willbold.

Una hipótesis de las rocas de Groelandia...

Hace dos años, el científico, junto a un equipo de las universidades de Bristol y Oxford, ambas en el Reino Unido, examinaron rocas de Groenlandia que provienen de una parte del manto de la Tierra que estuvo aislada de la actividad de los meteoritos por un periodo crucial de unos 600 millones de años.

El equipo no analizó el contenido de oro en las rocas de hace 4.400 millones de años, sino el de tungsteno. Ese elemento tiene similaridades con el oro pero aparece en diferentes formas o isótopos y esto ofrece a los científicos más información histórica.

"La composición de isótopos de tungsteno de estas piedras era básicamente muy diferente de la composición de isótopo de tungsteno de otras", señala Willbold.

El científico deduce que las rocas que encontraron en Groelandia son un remanente de la composición de la Tierra antes de que comenzara la lluvia de meteoritos bañados en metales preciosos que se cree que tuvo lugar entre hace 4.400 y 3.800 millones de años.

El influyente estudio de Willbold, que fue publicado por la revista Natureen septiembre de 2011, ofrece la prueba más convincente hasta ahora de la teoría de esa lluvia de meteoritos. Esta hipótesis parece la mejor explicación al inusual perfil de isotopos de tungsteno de las rocas de Groenlandia, así como en los 70 parecía explicar también las diferentes cantidades de oro e iridio en los mantos de la Tierra y la Luna.

Pero la hipótesis ha sido rebatida.

... Y otra de las rocas de Rusia

El año pasado, Mathieu Touboul y un equipo de la Universidad de Maryland examinaron otras rocas, esta vez de Rusia, significativamente más jóvenes que las del estudio de Groenlandia, de hace 2.800 millones de años.

Estas rocas jóvenes tenían un alto contenido de elementos conocidos como "siderófilos" -el grupo de metales que incluye al oro. Pero en términos de isótopos de tungsteno, las rocas resultaron ser muy similares a las del estudio de Willbold.

Pero sin embargo provienen de la época en la que se cree que se produjo el bombardeo de meteoritos.

"Hemos alcanzado una conclusión diferente sobre lo que está generando estas anomalías en las rocas", explica Touboul, quien cree que las diferencias en el manto de la Tierra pueden haber provocado que los isótopos de tungsteno se desarrollasen de maneras diferentes.

Sin embargo, cree que la teoría de la lluvia de metoritos bañados en metales preciosos es correcta, pero no que las medidas de isótopo de tungsteno sean una prueba de ello.

Otros científicos creen que ha llegado la hora de cambiar integralmente el planteamiento.

"Antes aceptaba la teoría de la lluvia de meteritos bañados en metales preciosos, pero era cuando teníamos tan pocos datos que parecía una interpretación sensata", afirma Munir Humayun, de la Universidad Estatal de Florida.

"Parecía elegante pero había muchas lagunas en los datos. Suponíamos mucho y sabíamos muy poco entonces", sostiene.

Humayun asegura que los estudios originales de los años 70 sobre las rocas de la Tierra y de la Luna produjeron resultados imprecisos que se diferenciaban con otros estudios más sofisticados que se hicieron en la década de los 90.

Uno de esos estudios, de la Universidad de Maryland, encontró menos similitudes de las esperadas entre las rocas de la Tierra y las condritas, los meteoritos ricos en iridio. "Ahí fue donde la teoría de la lluvia de meteoritos falló a mi juicio", dice. "Ninguno de los tipos de meteoritos conocidos se parecían a los bañados en metales preciosos".

Otras teorías

Por ahora no está claro por qué hay tanto oro en la Tierra.

Los científicos también empezaron a encontrar metales similares al oro en el manto a profundidades mucho mayores de lo que habían anticipado. Esto podría explicarse en caso de que la Tierra hubiera recibido un impacto de un bombardeo de meteoritos mucho mayor de lo que se creía originalmente y en un momento anterior de la historia. Pero, para Humayun, la teoría de la lluvia de meteoritos bañados, dejó de contestar viejas preguntas y comenzó a generar otras nuevas.

Él pertenece a un pequeño grupo de científicos que aboga por una teoría alternativa. Sugiere que todo el oro de la corteza de la Tierra -o la mayor parte de él- ya estaba en el planeta. La mayor parte se aleó con hierro y migró hacia el núcleo de la Tierra, pero una porción significativa -quizás un 0,2%- se disolvió en un "océano" de magma a 700 kilómetros de profundidad en el manto externo.

Más tarde, el oro resurgió hasta la corteza terrestre a través de la actividad volcánica.

Esta teoría requiere que el oro y otros elementos siderófilos sean más solubles de lo que se pensaba previamente; de otra manera insuficientes cantidades se hubieran disuelto en el magma.

Los experimentos de dos científicos de la NASA, Kevin Righter y Lisa Danielson, señalan que la solubilidad del oro en las rocas del manto efectivamente aumenta con la alta presión y la temperatura.

Sin embargo, por el momento no ha sido posible medir en el laboratorio la solubilidad de todos los elementos altamente siderófilos bajo una gama completa de temperaturas y presiones del manto terrestre, por lo que por ahora esta explicación propuesta para la abundancia de oro no pasa de ser otra hipótesis más.

Sin embargo, cada vez atrae más interés y se lanzó como contrapunto a la teoría de la lluvia de meteoritos bañados el mes pasado en un simposio internacional en Florencia.

Matthias Willbold, que asistió a la conferencia, explica que el consenso en ese foro era que la teoría de los meteoritos bañados sigue siendo la mejor explicación al inusual perfil de isótopos de tungsteno de las rocas de Groenlandia.

El científico añade que, al contrario que Humayun, la mayoría de los científicos cree que los meteoritos condríticos "encajan" con las concentraciones de metales en el manto y la corteza terrestre. Sin embargo, admite que la teoría de la lluvia de meteoritos todavía tiene hilos sueltos.

"Nunca puedes estar cien por cien seguro", afirma. "Pero la belleza de nuestro modelo por el momento es que todos los números coinciden". Sus medidas de isótopos indican que cerca del 0,5% de la masa del manto de la Tierra cayó en forma de meteoritos (por si se lo está preguntando, eso son 20 billones de toneladas). Esta cifra coincide con las mejores suposiciones de los geólogos basándose en las concentraciones totales de metales preciosos en el manto y la corteza de la Tierra.

Willibold describe esa equivalencia como una "prueba contundente".

Pero Humayun asegura que la medida en la que los geoquímicos creen en ello depende de su campo de estudio preciso.

Los geoquímicos analíticos -el grupo de investigadores que mide los rastros de elementos en las rocas- ven su investigación como crucial para la comprensión del surgimiento de la vida en la Tierra.

Sin embargo, Humayun asegura que los geoquímicos experimentales -los que tratan de recrear las condiciones del manto terrestre en el laboratorio- tienen la mente más abierta.

"¡Se trata de cómo haces dinero! Si eres experimentalista, con estos experimentos te comes el almuerzo de los chicos de la lluvia de meteoritos bañados".

"Ahora, el por qué a la comunidad analítica le gusta tanto la idea (del baño de meteoritos) me preocupa. Es por la relevancia que le han otorgado al origen de la vida. Hay mucho en juego", concluya.