La frase “el agua es vida” es cierta: el agua hace posible toda la vida conocida en la Tierra.
También es un componente clave para lubricar el movimiento súper lento de la capa del manto de la Tierra, hidratando esas capas de roca lo suficiente como para que rezuman y se deslicen unas sobre otras.
Esto es importante para el ciclo tectónico, que a su vez ayuda a regular el clima a lo largo del tiempo geológico. Esa agua también permite un importante reciclaje de rocas y compuestos volátiles a través del manto.
“El agua líquida es el componente clave de la habitabilidad de la Tierra”, escribe el geocientífico Alfred Wilson de la Universidad de Leeds en el Reino Unido en un comentario que acompaña a un nuevo estudio sobre las aguas interiores de la Tierra.
¿Cómo llegó esa agua al manto?
Un modelo sugiere que los asteroides trajeron el agua a la Tierra y ésta permaneció hidratada mientras se formaba el planeta. O tal vez el agua llegó después, hidratando un manto previamente seco.
Hasta ahora no se había entendido bien dónde se encuentra exactamente esa agua dentro de la capa del manto de kilómetros de profundidad del interior del planeta.
La nueva investigación sugiere que el agua probablemente esté ubicada cerca del límite entre el manto y su núcleo externo líquido, donde las pruebas sísmicas han demostrado que existen misteriosas “zonas de velocidad ultrabaja”.
El manto inferior se extiende desde aproximadamente 660 a 2900 kilómetros (373 a 1802 millas) debajo de la superficie. Se cree que sus minerales más abundantes, como la bridgmanita y la ferropericlasa, están en gran parte secos.
Otros minerales pueden retener agua en profundidad, pero muchos necesitan composiciones inusuales para permanecer estables o se descomponen a las altas temperaturas que se encuentran en el manto más profundo.
Entonces los investigadores buscaron otra posibilidad.
Utilizaron células de yunque de diamante calentadas con láser (dispositivos que comprimen pequeñas muestras entre dos puntas de diamante separadas por sólo un ancho de papel, mientras los láseres las disparan con calor) para recrear altas temperaturas y presiones.
En esas condiciones, los científicos han identificado dos oxihidróxidos de hierro previamente desconocidos (Fe5O12Hx y Fe7O12Hx), que podrían retener enormes cantidades de agua.
Los experimentos muestran que estas fases pueden existir en condiciones del manto profundo, pero no demuestran directamente que estén presentes dentro de la Tierra.
“Identificar estos oxihidróxidos de hierro es importante porque son fases densas y aparentemente estables que capturan y retienen agua en una amplia gama de condiciones del manto inferior”, escribe Wilson en su comentario.
Estos minerales se formaron incluso cuando el agua era escasa. En algunos experimentos, el material de partida contenía menos del 0,1 por ciento de agua, pero incluso esas concentraciones traza de hidrógeno fueron suficientes para estabilizar las nuevas fases.
Esto es importante porque el interior profundo de la Tierra no es como un océano subterráneo gigante. Cualquier agua almacenada allí tendría que incorporarse a minerales, a menudo en condiciones en las que el agua libre está esencialmente ausente.
Estos nuevos minerales parecen inusualmente adecuados para el trabajo.
Ambos son estables en las condiciones extremas del manto más bajo y sustancialmente más densos que la roca del manto circundante.
Eso significa que cuando un “océano de magma basal” fundido primordial se enfrió y cristalizó temprano en la historia de la Tierra, estos minerales acuíferos podrían haberse formado y luego hundido hacia el límite entre el núcleo y el manto.
frameborder=”0″ enable=”accelerómetro; reproducción automática; escritura en portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web” referrerpolicy=”origen-estricto-cuando-origen-cruzado” enablefullscreen>Es posible que esta agua oculta no necesariamente permanezca oculta, porque a medida que el material que contiene agua es arrastrado hacia arriba por la circulación del manto, la disminución de la presión podría desestabilizar los minerales, liberando su agua en otras fases del manto.
Con el tiempo, parte de esa agua podría regresar a la superficie, y probablemente lo haga, a través de columnas de manto y vulcanismo.
El descubrimiento también arroja luz sobre un misterio anterior. Un mineral conocido como “fase H”, observado en experimentos anteriores de alta presión, parece coincidir con uno de los oxihidróxidos recientemente identificados.
Los investigadores sugieren que la contaminación por hidrógeno a partir de trazas de humedad, en lugar de un mineral seco completamente nuevo, puede haber ayudado a producir la fase desconcertante en experimentos anteriores.
“Al parecer, incluso cantidades muy pequeñas de hidrógeno son suficientes para estabilizar estos compuestos de hierro altamente hidratados”, afirma el físico mineral y cristalógrafo Leonid Dubrovinsky de la Universidad de Bayreuth.
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Todavía quedan grandes preguntas sin respuesta y, según Wilson, el panorama está “incompleto”.
Es necesario determinar exactamente cuánta agua contienen estos minerales, y lo que sucede cuando alcanzan el límite entre el núcleo y el manto sigue siendo incierto. Tampoco está claro con qué facilidad y durante qué períodos el agua almacenada en estos minerales profundos puede finalmente regresar a la superficie.
Aún así, el descubrimiento sugiere que el ciclo del agua de la Tierra puede extenderse hasta el borde del núcleo y, según Wilson, estos minerales recientemente identificados “representan un gran avance en el misterio de cómo la Tierra obtuvo y retuvo su agua”.
La investigación se publica en Nature Geoscience.
Este artículo fue verificado por Rebecca Dyer y editado por Rebecca Dyer. Si bien nos enorgullecemos de nuestro proceso, somos humanos. Si detecta un error, háganoslo saber.