El agua de la superficie de la Tierra puede llegar a las profundidades del planeta y una nueva investigación explica cómo cambia la región más externa del núcleo líquido metálico.
El hallazgo podría explicar la presencia de una fina capa de material dentro del planeta que ha desconcertado a los geólogos durante décadas.
La corteza terrestre está compuesta por placas tectónicas que muelen y se deslizan uno debajo del otro; Durante miles de millones de años, estos subducción zonas han transportado agua a la parte baja manto.
Cuando esta agua alcanza el límite entre el núcleo y el manto, a unos 2.900 kilómetros (1.800 millas) debajo de la superficie, desencadena una poderosa interacción química. Un equipo de Corea del Sur, Estados Unidos y Alemania demostró que esto crea una capa central superior rica en hidrógeno y envía sílice al manto inferior.
«Durante años se ha creído que el intercambio de material entre el núcleo de la Tierra y el manto es pequeño», dice El científico de materiales Dan Shim de la Universidad Estatal de Arizona.
«Sin embargo, nuestros recientes experimentos de alta presión revelan una historia diferente. Descubrimos que cuando el agua alcanza el límite entre el núcleo y el manto, reacciona con el silicio en el núcleo, formando sílice».
El núcleo externoLa mezcla de hierro y níquel juega un papel importante en la generación El campo magnético de la Tierra, que esencialmente protege la vida en el planeta de los vientos y la radiación solares. Por eso es importante comprender cómo funciona el interior de la Tierra y cómo ha evolucionado con el tiempo.
El límite entre el núcleo y el manto de la Tierra cambia de silicato a metal con bastante rapidez y no se sabe mucho sobre los intercambios químicos.
Hace decadasinvestigadores grabando ondas sísmicas A través del pegajoso interior de la Tierra se ha documentado una fina capa de poco más de unos cientos de kilómetros de espesor, pero hasta ahora nadie sabía de dónde procedía esta propuesta capa ‘E prime’.
«Sugerimos que dicho intercambio químico entre el núcleo y el manto durante gigaaños de transporte profundo de agua puede haber contribuido a la formación de la supuesta capa primaria E», dijo el equipo. escribe.
Los sismólogos trazaron algunas características inusuales que sugieren que esta capa metálica líquida modificada será menos densa y tendrá velocidades sísmicas más lentas. Se considera que estas diferencias de densidad implican diferentes concentraciones de elementos ligeros, como hidrógeno o silicio.
Pero un aumento en la concentración de un solo elemento ligero haría que la velocidad aumentara mientras que la densidad disminuye, lo que dificultaría conciliar la observación sísmica y la estabilidad dinámica de la capa primaria E.
Se ha propuesto como posible explicación aumentar la concentración de un elemento ligero y disminuir la concentración de otro. Sin embargo, los científicos no tenían conocimiento de tal proceso de intercambio.
El equipo utilizó calentado por láser. celdas de yunque de diamante para imitar las condiciones de presión y temperatura en el límite entre el núcleo y el manto.
Demostraron que el agua que fue subducida al núcleo de la Tierra podría reaccionar químicamente con los materiales allí para convertir el núcleo externo en una película rica en hidrógeno y dispersar cristales de sílice que se elevan y se unen al manto.
La capa de material rico en hidrógeno y pobre en silicio que se forma en la parte superior del núcleo tendría menos densidad y menos velocidad, lo que coincidiría con las observaciones de ondas sísmicas.
La película central alterada podría a su vez tener un impacto significativo en la ciclo de aguas profundasy el equipo dice que sus resultados sugieren una situación más compleja ciclo global del agua de lo que pensábamos.
«Este descubrimiento, junto con nuestro observación previa de diamantes que se forman a partir de agua que reacciona con carbono en hierro líquido bajo presión extrema», Shim dice«apunta a una interacción núcleo-manto mucho más dinámica, lo que sugiere un intercambio material sustancial».
El estudio ha sido publicado en Naturaleza Geociencia.
