La Tierra y Marte se formaron con distintas «recetas» cósmicas, según un nuevo estudio

Enigmas del Sistema Solar
Escrito por Enrique Coperias Jimenez

La química de sus rocas sugiere que la Tierra creció principalmente a partir de embriones alimentados por pequeñas partículas, mientras que Marte acumuló sobre todo cuerpos mayores. La investigación aporta nuevas pruebas a un debate todavía abierto.

Por Enrique Coperías, periodista científico

Recreación artística de la Tierra primitiva (izquierda) capturando pequeñas partículas y de Marte creciendo mediante impactos de cuerpos rocosos, los mecanismos que el estudio propone en distintas proporciones para ambos planetas.

Recreación artística de la Tierra primitiva (izquierda) capturando pequeñas partículas y de Marte creciendo mediante impactos de cuerpos rocosos, los mecanismos que el estudio propone en distintas proporciones para ambos planetas. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones

Para reconstruir cómo se fabricó un planeta, a veces conviene fijarse no en la receta, sino en los ingredientes falta. La Tierra y Marte, por ejemplo, contienen menos sodio, potasio o zinc de lo que cabría esperar si hubieran conservado las proporciones originales del material que dio origen al Sistema Solar. Esas ausencias cuentan una historia de calentamiento y pérdidas.

Ahora, un equipo de astrónomos encabezado por investigadores de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, propone utilizar dichas ausencias para descifrar el inigma de cómo se ensamblaron ambos mundos hace unos 4.500 millones de años. Su conclusión es que el tercer y cuarto planeta del Sistema Solar pudieron crecer de maneras bastante distintas, porque se alimentaron de formas diferentes. Dicho de una forma más precisa, una combinación de acreción de guijarros y colisiones entre planetesimales, pero con proporciones diferentes.

La investigación, publicada en la revista Nature Astronomy, apunta a una Tierra construida principalmente a partir de dos embriones planetarios que engordaron capturando pequeñas partículas. Marte, en cambio, habría adquirido la mayor parte de su masa mediante la incorporación de cuerpos rocosos de gran calibre.

Como acabamos de señalar, ambos mundos combinaron los mismos mecanismos, pero en proporciones diferentes. La propuesta no cierra la discusión sobre el nacimiento de los planetas, sino que aporta una forma de contrastarla con su composición química.

🗣️ «El resultado más sorprendente fue que la Tierra y Marte parecen haberse formado de maneras diferentes. Cabría esperar que dos planetas formados uno junto al otro en el mismo sistema solar compartieran una historia de formación más similar», explica Anders Johansen, profesor del Instituto Globe y codirector del estudio, en un comunicado de la Universidad de Copenhague.

Cómo se forma un planeta rocoso: los dos mecanismos

El escenario de aquella construcción era un disco de gas y polvo alrededor del Sol joven. En su interior, los materiales sólidos podían agruparse, chocar y alimentar cuerpos cada vez mayores. Aquellos nutrientes, eran de dos tipos:

1️⃣ Planetesimales: crecimiento mediante colisiones

Un planetesimal es un cuerpo sólido de kilómetros de tamaño que puede contribuir a la formación de un planeta. Sus choques y fusiones producen embriones planetarios, capaces de seguir creciendo mediante nuevas colisiones. Este mecanismo ocupa un lugar central en la explicación clásica del origen de los planetas rocosos.

2️⃣ Acreción de guijarros: captura de pequeñas partículas

La acreción de guijarros es el crecimiento de un cuerpo mediante la captura de partículas sólidas, habitualmente de milímetros o centímetros, con ayuda del gas del disco. Los científicos las llaman pebbles, aunque muchas son más pequeñas que las piedras de una playa. El gas frena su movimiento y facilita que la gravedad del embrión las atrape, permitiéndole ganar masa con rapidez.

Marte habría adquirido alrededor del 73 % de su masa mediante la incorporación de grandes cuerpos rocosos y el 27 % capturando pequeñas partículas.

Marte habría adquirido alrededor del 73 % de su masa mediante la incorporación de grandes cuerpos rocosos y el 27 % capturando pequeñas partículas.
Así lo propone un estudio en Nature Astronomy que reconstruye su formación a partir de las huellas químicas de sus rocas. Cortesía: ESA

La pérdida de elementos volátiles deja una huella química

La clave del asunto está en que crecer también implica cocinar de forma adecuada los ingredientes. Un embrión que acumula materia libera energía y desarrolla una envoltura gaseosa caliente. Al atravesarla, las partículas pueden perder sustancias que pasan a un estado gaseoso. Según el modelo, las corrientes de gas devuelven al disco parte de esos materiales, mientras el cuerpo retiene otros más resistentes al calor. Así, el planeta no incorpora íntegramente todo lo que llega a sus proximidades.

Los investigadores siguieron elementos moderadamente volátiles, como el sodio, el potasio y el zinc, que se vaporizan a temperaturas inferiores a las de los principales componentes rocosos. Luego cmpararon estimaciones publicadas de la composición conjunta de la corteza y el manto terrestres y marcianos, y excluyeron sus núcleos metálicos. No analizaron muestras recién extraídas del interior de Marte, sino que echaron mano de reconstrucciones geoquímicas disponibles y modelos físicos para explorar su historia.

Cómo se reconstruyen las recetas planetarias

Para distinguir las recetas, los astrónomos recurrieron a la denominada inferencia bayesiana, un método estadístico que compara escenarios con los datos y calcula sus probabilidades y márgenes de incertidumbre. La aplicó a combinaciones de embriones alimentados por guijarros y planetesimales con una composición semejante a la de Vesta, un asteroide cuyas huellas químicas conocemos por meteoritos asociados a él.

Semejante a Vesta describe un tipo de material. No significa que la Tierra o Marte se construyeran con fragmentos del asteroide actual.

Qué revela el modelo sobre la Tierra, Marte y Theia

En el caso terrestre, los dos protoplanetas serían la proto-Tierra y un gran cuerpo que chocó con ella. Este esquema encaja con la hipótesis del impacto de Theia que habría originado la Luna, aunque el estudio no demuestra por sí solo cómo nació nuestro satélite.

Para Marte, los autores sugieren que otros embriones más masivos pudieron perturbar su órbita y dificultar la captura de partículas. Es una explicación posible de por qué los planetesimales habrían dominado su crecimiento, no una causa establecida.

Los porcentajes, sin embargo, no son definitivos: dependen de la composición que se atribuya a los materiales de partida. Si el modelo incorpora planetesimales hipotéticos, diferentes de los cuerpos de los que proceden los meteoritos conocidos, su aportación a la Tierra puede alcanzar alrededor del 40 %, aunque con una incertidumbre considerable. El reparto cambia, pero la conclusión principal se mantiene en los escenarios analizados: ambos planetas combinaron los dos mecanismos, y en Marte predominó el crecimiento mediante cuerpos mayores.

«Los porcentajes exactos pueden variar algo, pero nuestros análisis indican de forma consistente que la Tierra y Marte se formaron de dos maneras diferentes», señala Haiyang Wang, primer autor del trabajo. La advertencia importa, ya que desconocemos la composición exacta de los ingredientes originales, y las simulaciones dependen de supuestos sobre su calentamiento y la eficacia con que escapaban los vapores.

Recreación artística del disco que rodea a Beta Pictoris, donde las colisiones entre asteroides y cometas generan polvo. La escena evoca los ingredientes de las dos recetas que el estudio propone para la Tierra y Marte.

Recreación artística del disco que rodea a Beta Pictoris, donde las colisiones entre asteroides y cometas generan polvo. La escena evoca los ingredientes de las dos recetas que el estudio propone para la Tierra y Marte: pequeñas partículas y cuerpos rocosos mayores. Cortesía: NASA / FUSE / Lynette Cook

Estudios recientes: por qué el origen de los planetas sigue en debate

En un artículo de 205 publicado en Earth and Planetary Science Letters en 2025, Alessandro Morbidelli, Thorsten Kleine y Francis Nimmo revisaron las restricciones químicas, orbitales y cronológicas de la formación terrestre. Concluyeron que el escenario de acreción de guijarros que evaluaron no podía satisfacerlas simultáneamente, a diferencia del crecimiento clásico por colisiones. Reproducir la química es necesario, pero también hay que encajar las edades y la arquitectura del Sistema Solar.

Otros resultados favorecen el papel de las partículas. En noviembre de ese mismo año, Martin Bizzarro y sus colaboradores, entre ellos Johansen, publicaron en Nature Communications un estudio sobre isótopos de circonio en meteoritos. Propusieron que hielos interestelares transportaron material procedente de supernovas y que su pérdida durante el crecimiento planetario podía modificar las firmas isotópicas. Su interpretación respalda la idea de que el calentamiento alteró las pistas con las que reconstruimos el pasado.

Y en marzo de este año, Paolo Sossi y Dan Bower, del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetariaen la ETH Zúrich (Suiza), defendieron en Nature Astronomy, a partir de diez anomalías isotópicas, una procedencia terrestre compatible con materiales del Sistema Solar interior. El origen de los ingredientes y el mecanismo de crecimiento son cuestiones relacionadas, pero distintas.

El nuevo estudio añade las abundancias elementales a esa discusión, sin sustituir las pruebas isotópicas.

Qué implica para el agua y la habitabilidad de los exoplanetas

La consecuencia más sugerente alcanza a los exoplanetas rocosos, los planetas de otras estrellas: conocer cuánto material se pierde durante su formación puede ayudar a estimar qué sustancias retienen.

«Si entendemos cómo los planetas pierden elementos volátiles durante su formación, también podremos predecir mejor cuánta agua y otras sustancias que favorecen la vida conservan finalmente», concluye Johansen.

El estudio no calcula los océanos de un exoplaneta ni determina si alberga vida. Pero recuerda que la habitabilidad empieza a configurarse durante la construcción de un mundo. Dos planetas pueden nacer en el mismo vecindario y terminar con inventarios químicos distintos. Para comprender esa diferencia habrá que averiguar qué ingredientes recibieron y qué parte de ellos sobrevivió a la cocina cósmica.▪️(1-octubre-2026)

⏱️ LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS

  • Dos planetas, distintas «recetas»: un estudio en Nature Astronomy propone que la Tierra y Marte combinaron la captura de pequeñas partículas y las colisiones entre cuerpos mayores, pero en proporciones diferentes.
  • La Tierra creció principalmente gracias a los guijarros: en el modelo de referencia, al menos alrededor del 75% de su masa procede de dos protoplanetas que crecieron capturando partículas de milímetros o centímetros.
  • Marte se construyó sobre todo con cuerpos mayores: aproximadamente el 73% de su masa habría llegado mediante planetesimales con una composición semejante a la de Vesta; el 27% restante, mediante guijarros.
  • Los ingredientes que faltan revelan el pasado: las abundancias de sodio, potasio y zinc en la corteza y el manto permiten reconstruir cómo el calentamiento y la pérdida de sustancias acompañaron al crecimiento planetario.
  • Son estimaciones, no recetas definitivas: los porcentajes dependen de los materiales de partida y los supuestos del modelo. La investigación aporta pruebas a un debate científico todavía abierto.
  • Una pista para estudiar la habitabilidad: comprender qué sustancias pierden los planetas durante su formación puede ayudar a investigar cuánta agua y otros componentes importantes para la vida conservan, sin demostrar que sean habitables.

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