El núcleo de la Tierra puede contener hidrógeno equivalente a 45 océanos

El núcleo de la Tierra puede contener hidrógeno equivalente a 45 océanos

Un experimento para cuantificar la cantidad del elemento más ligero del universo en el núcleo de la Tierra sugiere que la mayor parte del agua del planeta ha estado aquí desde el principio.

Una sección transversal de la Tierra que muestra sus capas.

El núcleo de la Tierra puede contener hasta 45 océanos de hidrógeno, según un nuevo estudio, una estimación que sugiere que el planeta se formó a partir de un disco de gas y polvo rico en el elemento más ligero del universo.

La nueva investigación, publicada hoy en Nature Communications, también sugiere que el agua de la Tierra ha estado con el planeta desde que se formó, en lugar de haber sido liberada posteriormente por impactos de cometas y otros cuerpos helados. “Realmente cambia la forma en que pensamos sobre el origen de nuestra agua”, dice Hilke Schlichting, profesora de ciencias terrestres, planetarias y espaciales en la Universidad de California en Los Ángeles, que no participó en la investigación.

El núcleo de la Tierra está compuesto principalmente de hierro, pero no es lo suficientemente denso como para estar compuesto enteramente de ese elemento. Averiguar qué porcentajes de elementos más ligeros componen el núcleo puede revelar mucho sobre cómo se formó el planeta. Pero el núcleo está demasiado distante para medirlo directamente, por lo que los investigadores tienen que confiar en simulaciones por computadora y experimentos de laboratorio a alta temperatura que exprimen pequeñas cantidades de diversos elementos en celdas de yunque de diamante bajo las temperaturas y presiones del centro de la Tierra.

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Sin embargo, el hidrógeno es un elemento resbaladizo en estos experimentos porque es muy ligero y se difunde fácilmente, dice Anat Shahar, científico planetario del Instituto Carnegie para la Ciencia en Washington, DC, que no participó en la nueva investigación.

En el nuevo estudio, Dongyang Huang, profesor de ciencias terrestres y espaciales en la Universidad de Pekín en China, y sus colegas encontraron una manera de localizar el hidrógeno. Pellizcaron pequeñas muestras de hierro (que representa el núcleo) y vidrio de silicato hidratado (que representa el océano de magma primitivo de la Tierra) entre yunques de diamante, calentaron las muestras a aproximadamente 4.827 grados Celsius (aproximadamente 8.720 grados Fahrenheit) y las exprimieron a presiones de 111 gigapascales.

Luego, el equipo redujo estas muestras ya minúsculas a agujas con una punta de sólo unos 20 nanómetros y bombardeó las agujas con un haz de iones enfocado para despegar los átomos uno por uno para su análisis. Los resultados revelaron cómo el silicio, el oxígeno y el hidrógeno se unen dentro del hierro cuando se forma un planeta como la Tierra. Estas proporciones permitieron a Huang y sus colegas extrapolar la cantidad de hidrógeno presente en el núcleo; estiman que el elemento representa entre 0,07 y 0,36 por ciento del núcleo en peso. Eso se traduce en la cantidad equivalente de hidrógeno en el agua de nueve a 45 océanos.

Esta cantidad de hidrógeno en el núcleo sólo pudo haber surgido durante la formación inicial de la Tierra, dice Schlichting, quien añade que el trabajo de su grupo y otros apunta ahora a la misma conclusión. Eso significa que el ciclo del agua jugó un papel en nuestro planeta desde que el núcleo comenzó a enfriarse y el hidrógeno, el silicio y el oxígeno comenzaron a cristalizar en su interior hace aproximadamente 4.500 millones de años, dice Huang.

Esta cristalización, dice, habría creado convección en el núcleo, proporcionando una “fuerza impulsora para que una antigua geodinamo generara el campo magnético de la Tierra, que es indispensable para convertir la Tierra en un lugar habitable”.

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