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Condrita

Una condrita / ˈ k ɒ n d r t / es un meteorito rocoso (no metálico ) que no ha sido modificado, ya sea por fusión o diferenciación del cuerpo original . [a] [1] Se forman cuando varios tipos de polvo y pequeños granos en el Sistema Solar primitivo se acretaron para formar asteroides primitivos . Algunos de estos cuerpos que son capturados en el pozo de gravedad del planeta se convierten en el tipo más común de meteorito al llegar en una trayectoria hacia la superficie del planeta. Las estimaciones de su contribución a la población total de meteoritos varían entre el 85,7% [2] y el 86,2%. [3]

Su estudio aporta pistas importantes para comprender el origen y la edad del Sistema Solar, la síntesis de compuestos orgánicos , el origen de la vida y la presencia de agua en la Tierra . Una de sus características es la presencia de cóndrulos (del griego antiguo χόνδρος chondros , grano), que son granos redondos formados en el espacio como gotitas fundidas o parcialmente fundidas de distintos minerales. Los cóndrulos constituyen típicamente entre el 20% y el 80% de una condrita en volumen. [4]

Las condritas se pueden distinguir de los meteoritos de hierro por su bajo contenido de hierro y níquel. Los meteoritos no metálicos que carecen de cóndrulos son las acondritas , que se cree que se formaron más recientemente que las condritas. [5] Actualmente hay más de 27.000 condritas en las colecciones del mundo. La piedra individual más grande jamás recuperada, con un peso de 1770 kg, fue parte de la lluvia de meteoritos de Jilin de 1976. Las caídas de condritas varían desde piedras individuales hasta lluvias extraordinarias que consisten en miles de piedras individuales. Un ejemplo de esto último ocurrió en la caída de Holbrook de 1912, en la que se estima que 14.000 piedras cayeron en el norte de Arizona .

Origen e historia

Las condritas se formaron por la acumulación de partículas de polvo y arenilla presentes en el Sistema Solar primitivo, lo que dio origen a los asteroides hace más de 4.540 millones de años. Estos cuerpos progenitores de asteroides de las condritas son (o fueron) asteroides de tamaño pequeño a mediano que nunca fueron parte de ningún cuerpo lo suficientemente grande como para sufrir fusión y diferenciación planetaria . La datación utilizando 206 Pb/ 204 Pb da una edad estimada de 4.566,6 ± 1,0 Ma , [6] coincidiendo con las edades de otros cronómetros. Otra indicación de su edad es el hecho de que la abundancia de elementos no volátiles en las condritas es similar a la que se encuentra en la atmósfera del Sol y otras estrellas de nuestra galaxia . [7]

Aunque los asteroides condríticos nunca se calentaron lo suficiente como para fundirse en función de las temperaturas internas, muchos de ellos alcanzaron temperaturas lo suficientemente altas como para experimentar un metamorfismo térmico significativo en sus interiores. La fuente del calor fue probablemente la energía procedente de la desintegración de radioisótopos de vida corta (vidas medias inferiores a unos pocos millones de años) que estaban presentes en el recién formado Sistema Solar, especialmente 26 Al y 60 Fe , aunque el calentamiento también puede haber sido causado por impactos sobre los asteroides. Muchos asteroides condríticos también contenían cantidades significativas de agua, posiblemente debido a la acumulación de hielo junto con material rocoso.

Como resultado, muchas condritas contienen minerales hidratados, como arcillas, que se formaron cuando el agua interactuó con la roca del asteroide en un proceso conocido como alteración acuosa . Además, todos los asteroides condríticos se vieron afectados por procesos de impacto y choque debido a colisiones con otros asteroides. Estos eventos causaron una variedad de efectos, que van desde la compactación simple hasta la brechificación , la formación de vetas, la fusión localizada y la formación de minerales de alta presión. El resultado neto de estos procesos térmicos, acuosos y de choque secundarios es que solo unas pocas condritas conocidas conservan en forma prístina el polvo, los cóndrulos y las inclusiones originales a partir de los cuales se formaron.

Características

Entre los componentes presentes en las condritas destacan los enigmáticos cóndrulos , objetos esféricos de tamaño milimétrico que se originaron como gotas fundidas o parcialmente fundidas que flotaban libremente en el espacio; la mayoría de los cóndrulos son ricos en los minerales de silicato olivino y piroxeno .


Las condritas también contienen inclusiones refractarias (incluidas inclusiones de Ca-Al ), que se encuentran entre los objetos más antiguos que se formaron en el Sistema Solar, partículas ricas en Fe-Ni metálico y sulfuros , y granos aislados de minerales de silicato . El resto de las condritas consiste en polvo de grano fino (de tamaño micrométrico o más pequeño), que puede estar presente como la matriz de la roca o puede formar bordes o mantos alrededor de cóndrulos individuales e inclusiones refractarias. Incrustados en este polvo hay granos presolares , que son anteriores a la formación de nuestro sistema solar y se originaron en otras partes de la galaxia. Los cóndrulos tienen una textura, composición y mineralogía distintas , y su origen continúa siendo objeto de cierto debate. [11] La comunidad científica generalmente acepta que estas esferas se formaron por la acción de una onda de choque que pasó a través del Sistema Solar, aunque hay poco acuerdo en cuanto a la causa de esta onda de choque. [12]

Un artículo publicado en 2005 propuso que la inestabilidad gravitacional del disco gaseoso que formó Júpiter generó una onda de choque con una velocidad de más de 10 km/s, lo que resultó en la formación de los cóndrulos. [13]

Clasificación de las condritas

Las condritas se dividen en unos 15 grupos distintos (véase la clasificación de meteoritos ) sobre la base de su mineralogía, [14] composición química en masa y composiciones de isótopos de oxígeno [15] (véase más abajo) . Los diversos grupos de condritas probablemente se originaron en asteroides separados o grupos de asteroides relacionados. Cada grupo de condritas tiene una mezcla distintiva de cóndrulos, inclusiones refractarias, matriz (polvo) y otros componentes y un tamaño de grano característico. Otras formas de clasificar las condritas incluyen la meteorización [16] y el choque. [17]

Las condritas también pueden clasificarse según su tipo petrológico, que es el grado en el que han sufrido metamorfosis térmica o alteración acuosa (se les asigna un número entre 1 y 7). Los cóndrulos de una condrita a la que se le asigna un "3" no han sufrido alteraciones. Los números mayores indican un aumento de la metamorfosis térmica hasta un máximo de 7, en el que los cóndrulos han sido destruidos. Los números inferiores a 3 se asignan a las condritas cuyos cóndrulos han sido modificados por la presencia de agua, hasta 1, en el que los cóndrulos han sido obliterados por esta alteración.

En la siguiente tabla se ofrece una síntesis de los distintos esquemas de clasificación. [18]

Condritas de enstatita

La condrita enstatita de Saint Sauveur (EH5)

Las condritas de enstatita (también conocidas como condritas de tipo E) son una forma rara de meteorito que se cree que comprende solo alrededor del 2% de las condritas que caen a la Tierra. [19] Actualmente, solo se conocen alrededor de 200 condritas de tipo E. [19] La mayoría de las condritas de enstatita se han recuperado en la Antártida o han sido recolectadas por la Asociación Meteorológica Nacional de Estados Unidos . Suelen tener un alto contenido del mineral enstatita (MgSiO 3 ), del que deriva su nombre. [19]

Las condritas de tipo E se encuentran entre las rocas más reducidas químicamente que se conocen, y la mayor parte de su hierro adopta la forma de metal o sulfuro en lugar de óxido. Esto sugiere que se formaron en una zona en la que faltaba oxígeno , probablemente dentro de la órbita de Mercurio . [20]

Condritas ordinarias

Las condritas ordinarias son, con diferencia, el tipo de meteorito más común que cae a la Tierra: alrededor del 80% de todos los meteoritos y más del 90% de las condritas son condritas ordinarias. [11] Contienen cóndrulos abundantes, matriz escasa (10-15% de la roca), pocas inclusiones refractarias y cantidades variables de metal Fe-Ni y troilita (FeS). Sus cóndrulos tienen generalmente un diámetro de entre 0,5 y 1 mm. Las condritas ordinarias se distinguen químicamente por su empobrecimiento de elementos litófilos refractarios , como Ca, Al, Ti y tierras raras , en relación con el Si, e isotópicamente por sus relaciones 17 O/ 16 O inusualmente altas en relación con 18 O/ 16 O en comparación con las rocas de la Tierra.

La mayoría de las condritas ordinarias, aunque no todas, han experimentado un grado significativo de metamorfismo, habiendo alcanzado temperaturas muy superiores a los 500 °C en los asteroides originales. Se dividen en tres grupos, que tienen distintas cantidades de metal y distintas cantidades de hierro total:

Un ejemplo de este grupo es el meteorito NWA 869.

Condritas carbonáceas

Las condritas carbonosas (también conocidas como condritas de tipo C) constituyen menos del 5% de las condritas que caen en la Tierra. [22] Se caracterizan por la presencia de compuestos de carbono , incluidos aminoácidos . [23] Se piensa que se formaron más lejos del sol de todas las condritas, ya que tienen la mayor proporción de compuestos volátiles. [2] Otra de sus principales características es la presencia de agua o de minerales que han sido alterados por la presencia de agua.

Existen muchos grupos de condritas carbonosas, pero la mayoría de ellas se distinguen químicamente por su enriquecimiento en elementos litófilos refractarios en relación con el Si y, desde el punto de vista isotópico, por sus proporciones inusualmente bajas de 17 O/ 16 O en relación con 18 O/ 16 O, en comparación con las rocas terrestres. Todos los grupos de condritas carbonosas, excepto el grupo CH, reciben su nombre de un espécimen tipo característico:


Condritas de Kakangari

Tres condritas forman lo que se conoce como el grupo K (tipo Kakangari): Kakangari, LEW 87232 y Lea Co. 002. [24] Se caracterizan por grandes cantidades de matriz polvorienta y composiciones de isótopos de oxígeno similares a las condritas carbonáceas, composiciones minerales altamente reducidas y altas abundancias de metales (6% a 10% en volumen) que son más parecidas a las condritas de enstatita, y concentraciones de elementos litófilos refractarios que son más parecidas a las condritas ordinarias.

Muchas de sus otras características son similares a las de las condritas O, E y C. [25]

Condritas de Rumuruti

Las condritas de tipo Rumuruti (R) son un grupo muy raro, con solo una caída documentada de casi 900 caídas de condritas documentadas. Tienen una serie de propiedades en común con las condritas ordinarias, incluyendo tipos similares de cóndrulos, pocas inclusiones refractarias, composición química similar para la mayoría de los elementos y el hecho de que las proporciones 17O / 16O son anómalamente altas en comparación con las rocas de la Tierra. Sin embargo, existen diferencias significativas entre las condritas R y las condritas ordinarias: las condritas R tienen material de matriz mucho más polvoriento (alrededor del 50% de la roca); están mucho más oxidadas, conteniendo poco Fe-Ni metálico; y sus enriquecimientos en 17O son más altos que los de las condritas ordinarias. Casi todo el metal que contienen está oxidado o en forma de sulfuros. Contienen menos cóndrulos que las condritas E y parecen provenir del regolito de un asteroide . [26]

Composición

Debido a que las condritas se acumularon a partir de material que se formó muy temprano en la historia del Sistema Solar, y debido a que los asteroides condríticos no se fundieron, tienen composiciones muy primitivas. "Primitivo", en este sentido, significa que las abundancias de la mayoría de los elementos químicos no difieren mucho de las que se miden mediante métodos espectroscópicos en la fotosfera del sol, que a su vez debería ser bien representativa de todo el Sistema Solar (nota: para hacer tal comparación entre un objeto gaseoso como el sol y una roca como una condrita, los científicos eligen un elemento formador de rocas, como el silicio (Si), para usarlo como punto de referencia, y luego comparan las proporciones. Por lo tanto, la proporción atómica de Mg/Si medida en el sol (1,07) es idéntica a la medida en las condritas de CI [27] ).

Aunque todas las composiciones de condritas pueden considerarse primitivas, hay variación entre los diferentes grupos, como se ha comentado anteriormente. Las condritas CI parecen tener una composición casi idéntica a la del sol en todos los elementos, salvo en los que forman gases (por ejemplo, hidrógeno (H), carbono (C), nitrógeno (N) y gases nobles : helio (He), neón (Ne), argón (Ar), etc.). Otros grupos de condritas se desvían de la composición solar (es decir, están fraccionadas ) de formas muy sistemáticas:

Tipos petrológicos

El grupo de una condrita está determinado por sus características químicas, mineralógicas e isotópicas primarias (arriba). El grado en que se ha visto afectada por los procesos secundarios de metamorfismo térmico y alteración acuosa en el asteroide original se indica mediante su tipo petrológico , que aparece como un número después del nombre del grupo (por ejemplo, una condrita LL5 pertenece al grupo LL y tiene un tipo petrológico de 5). El esquema actual para describir los tipos petrológicos fue ideado por Van Schmus y Wood en 1967. [14]

El esquema de tipo petrológico originado por Van Schmus y Wood es en realidad dos esquemas separados, uno que describe la alteración acuosa (tipos 1-2) y otro que describe el metamorfismo térmico (tipos 3-6). La parte de alteración acuosa del sistema funciona de la siguiente manera:

La parte del esquema dedicada al metamorfismo térmico describe una secuencia continua de cambios en la mineralogía y la textura que acompañan al aumento de las temperaturas metamórficas. Estas condritas muestran poca evidencia de los efectos de la alteración acuosa:

Algunos investigadores han ampliado el esquema metamórfico de Van Schmus y Wood para incluir un tipo 7 , aunque no hay consenso sobre si esto es necesario. Las condritas de tipo 7 han experimentado las temperaturas más altas posibles, por debajo de las necesarias para producir la fusión. Si se produjera el inicio de la fusión, el meteorito probablemente se clasificaría como una acondrita primitiva en lugar de una condrita.

Todos los grupos de condritas ordinarias y enstatitas, así como las condritas R y CK, muestran el rango metamórfico completo del tipo 3 al 6. Las condritas CO comprenden solo miembros del tipo 3, aunque estos abarcan un rango de tipos petrológicos del 3.0 al 3.8.

Presencia de agua

Estos meteoritos contienen una proporción de agua o minerales que han sido alterados por el agua. Esto sugiere que el asteroide del que se originaron estos meteoritos debe haber contenido agua. Al comienzo del Sistema Solar, esta habría estado presente en forma de hielo y unos pocos millones de años después de que se formara el asteroide, el hielo se habría derretido permitiendo que el agua líquida reaccionara con los olivinos y piroxenos y los alterara. Se cree que la formación de ríos y lagos en el asteroide fue poco probable si era lo suficientemente poroso como para permitir que el agua se filtrara hacia su interior, como ocurre en los acuíferos terrestres . [28]

Se cree que es posible que una parte del agua presente en la Tierra provenga del impacto de cometas y condritas carbonáceas con la superficie terrestre. [29] [30]

Origen de la vida

Estructura general de los aminoácidos

Las condritas carbonosas contienen más de 600 compuestos orgánicos que fueron sintetizados en distintos lugares y en distintos momentos. Estos compuestos orgánicos incluyen: hidrocarburos , ácidos carboxílicos , alcoholes , cetonas , aldehídos , aminas , amidas , ácidos sulfónicos , ácidos fosfónicos , aminoácidos , bases nitrogenadas , etc. [31] Estos compuestos se pueden dividir en tres grupos principales: una fracción que no es soluble en cloroformo o metanol , hidrocarburos solubles en cloroformo y una fracción que es soluble en metanol (que incluye los aminoácidos).

La primera fracción parece tener su origen en el espacio interestelar y los compuestos pertenecientes a las otras fracciones derivan de un planetoide . Se ha propuesto que los aminoácidos se sintetizaron cerca de la superficie de un planetoide mediante la radiólisis (disociación de moléculas causada por la radiación ) de hidrocarburos y carbonato de amonio en presencia de agua líquida. Además, los hidrocarburos podrían haberse formado en las profundidades de un planetoide mediante un proceso similar al proceso de Fischer-Tropsch . Estas condiciones podrían ser análogas a los eventos que provocaron el origen de la vida en la Tierra. [32]

El meteorito Murchison está en exhibición en el NMNH del Smithsonian .

El meteorito Murchison ha sido ampliamente estudiado; cayó en Australia cerca de la ciudad que lleva su nombre el 28 de septiembre de 1969. Es un CM2 y contiene aminoácidos comunes como la glicina , la alanina y el ácido glutámico , además de otros menos comunes como la isovalina y la pseudoleucina. [33]

En dos meteoritos recogidos en la Antártida en 1992 y 1995 se encontró que contenían abundantes aminoácidos, presentes en concentraciones de 180 y 249 ppm (las condritas carbonosas normalmente contienen concentraciones de 15 ppm o menos). Esto podría indicar que el material orgánico es más abundante en el Sistema Solar de lo que se creía anteriormente, y refuerza la idea de que los compuestos orgánicos presentes en la sopa primordial podrían haber tenido un origen extraterrestre. [34]

Véase también

Notas

  1. ^ El uso del término no metálico no implica la ausencia total de metales.
  2. ^ La E representa Enstatita, la H indica un alto contenido de hierro metálico de aproximadamente 30% y la L, bajo. El número se refiere a alteración.
  3. ^ A excepción del Alto Hierro, todas las demás condritas carbonáceas reciben su nombre de un meteorito característico.
  4. ^ Se trata de un meteorito único que se ha sugerido que es la única muestra conocida de la familia de asteroides D.

Referencias

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Enlaces externos