En el fondo del océano Pacífico, a 4.830 metros de profundidad, existe una capa de roca que crece a razón de entre 1 y 10 milímetros por millón de años. La corteza de ferromanganeso se forma cuando los metales disueltos en el agua del mar se van depositando y solidificando lentamente, atrapando en cada capa todo lo que haya caído al océano en ese momento: sedimentos, partículas orgánicas, y en ocasiones, átomos de origen extraterrestre. Es, en esencia, uno de los archivos químicos más precisos de la historia del planeta.
Una muestra de esta corteza extraída en 1976 acaba de revelar algo que nadie esperaba encontrar con tanta antigüedad: unos cientos de átomos de plutonio-244 de origen cósmico distribuidos de forma uniforme a lo largo de capas que representan decenas de millones de años. El estudio, publicado en Nature Astronomy por un equipo del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) en Alemania en colaboración con la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear (ANSTO), demuestra que ese plutonio llegó a la Tierra hace más de 100 millones de años y que sigue llegando.
Por qué el plutonio-244 no puede ser terrestre
El plutonio-244 tiene una vida media de 81 millones de años. Cualquier cantidad de este isótopo que existiera en la Tierra cuando se formó el sistema solar, hace unos 4.600 millones de años, lleva mucho tiempo desintegrada. Si hoy se encuentran trazas en el fondo oceánico, solo pueden tener un origen: llegaron desde el espacio en tiempos geológicamente recientes.
El plutonio-244 se forma en el proceso r, la captura rápida de neutrones por núcleos atómicos que ocurre en las condiciones más extremas del universo. El principal candidato para ese proceso es la kilonova: la explosión que resulta de la fusión de dos estrellas de neutrones. En ese cataclismo se forjan algunos de los elementos más pesados de la tabla periódica, incluyendo oro, platino, uranio y transuránicos como el plutonio y el curio.
La pista del curio ausente: cómo fechar una explosión de hace 100 millones de años
Lo que hace especialmente ingenioso el estudio del equipo de Dominik Koll es cómo determinaron cuándo ocurrió la kilonova. En cualquier evento de proceso r, el plutonio-244 y el curio-247 se producen simultáneamente y en proporciones aproximadamente iguales. El curio-247 tiene una vida media de 15,6 millones de años, mucho más corta que los 81 millones del plutonio, lo que lo convierte en un reloj radiactivo preciso: si el curio ya no está, la explosión fue hace mucho tiempo; si aún hay trazas, fue más reciente.
Koll analizó las mismas muestras de las que había extraído el plutonio buscando curio-247. No encontró nada. Y el instrumento usado, un acelerador de espectrometría de masas en ANSTO, tiene una sensibilidad incluso mayor para detectar curio que plutonio, según explicó el investigador Mike Hotchkis en el comunicado oficial de ANSTO. «La única explicación posible es que la explosión cósmica responsable del plutonio ocurrió hace tanto tiempo que el curio ya se ha desintegrado hasta quedar en prácticamente nada», declaró Hotchkis.
La matemática de la vida media confirma el rango: para que todo el curio-247 se haya desintegrado, la kilonova tuvo que ocurrir hace más de 100 millones de años. Para que también el plutonio-244 desaparezca, hacen falta unos 1.000 millones de años, por lo que ese es el límite superior. La explosión ocurrió en algún momento entre ambos extremos, probablemente mucho antes de que existieran los dinosaurios.
Por qué el hierro-60 contaba otra historia
La misma muestra de corteza ya había sido analizada anteriormente y había revelado hierro-60, un radioisótopo producido en supernovas convencionales con una vida media de 2,6 millones de años. Ese hallazgo había llevado a los investigadores a concluir inicialmente que la fuente del plutonio también debía ser reciente, una kilonova de hace unos 3 o 4 millones de años. El nuevo estudio derriba esa hipótesis.
La clave está en los patrones de distribución. Como explica el físico Dominik Koll en el comunicado del HZDR recogido por Phys.org, el hierro-60 muestra picos claros en las capas correspondientes a hace 2 y 7 millones de años, las huellas de dos supernovas cercanas concretas. El plutonio-244, en cambio, aparece distribuido de forma uniforme a lo largo de todas las capas analizadas, sin picos ni variaciones. Eso indica que no llegó en un evento puntual reciente, sino que ha estado llegando de forma continua durante decenas de millones de años, como una llovizna muy lenta de polvo estelar disperso a través del medio interestelar desde una explosión muy lejana y muy antigua.
El equipo, según informa ScienceAlert, especula ahora que puede haber estratos de roca antigua en algún lugar de la Tierra donde ese evento de hace más de 100 millones de años dejó una huella más concentrada. Encontrarla permitiría no solo confirmar la kilonova, sino también estudiar si su lluvia radiactiva tuvo algún efecto sobre la vida en la Tierra en el Cretácico. Por ahora, cada lluvia que cae sobre el Pacífico sigue depositando, muy lentamente, los últimos vestigios de aquella colisión de estrellas.
