MADRID, 12 May. (EUROPA PRESS) -
Puede haber hasta 70 veces más hidrógeno en el núcleo de la Tierra que en los océanos, que llegó como agua de los bombardeos de material del Sistema Solar ocurridos hace miles de millones de años.
Así lo acreditan experimentos de alta temperatura y alta presión que involucran un yunque de diamante y productos químicos para simular el núcleo de la Tierra joven, que demuestran por primera vez que el hidrógeno puede unirse fuertemente con el hierro en condiciones extremas.
Dadas las profundidades, temperaturas y presiones extremas involucradas, no somos físicamente capaces de sondear muy lejos de la Tierra directamente. Entonces, para mirar profundamente dentro de la Tierra, los investigadores usan técnicas que involucran datos sísmicos para determinar cosas como la composición y la densidad del material subterráneo. Algo que se ha destacado desde que se llevan a cabo este tipo de mediciones es que el núcleo está hecho principalmente de hierro, pero su densidad, en particular la de la parte líquida, es menor de lo esperado.
Esto llevó a los investigadores a creer que debe haber una gran cantidad de elementos ligeros junto al hierro. Por primera vez, los investigadores han examinado el comportamiento del agua en experimentos de laboratorio con compuestos de silicato y hierro metálico que simulan con precisión las reacciones metal-silicato (núcleo-manto) durante la formación de la Tierra. Descubrieron que cuando el agua se encuentra con el hierro, la mayor parte del hidrógeno se disuelve en el metal, mientras que el oxígeno reacciona con el hierro y pasa a los materiales de silicato.
"A las temperaturas y presiones a las que estamos acostumbrados en la superficie, el hidrógeno no se une al hierro, pero nos preguntamos si sería posible en condiciones más extremas", dijo Shoh Tagawa, estudiante de doctorado del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Tokio durante el estudio. "Estas temperaturas y presiones extremas no son fáciles de reproducir, y la mejor manera de lograrlas en el laboratorio era usar un yunque hecho de diamante. Esto puede impartir presiones de 30 a 60 gigapascales en temperaturas de 3.100 a 4.600 kelvin. Esto es una buena simulación de la formación del núcleo de la Tierra ".
El equipo, dirigido por el profesor Kei Hirose, utilizó metal y silicato portador de agua análogos a los que se encuentran en el núcleo y el manto de la Tierra, respectivamente, y los comprimió en el yunque de diamante mientras calentaba simultáneamente la muestra con un láser. Para ver lo que estaba sucediendo en la muestra, utilizaron imágenes de alta resolución que incluían una técnica llamada espectroscopia de masas de iones secundarios. Esto les permitió confirmar su hipótesis de que el hidrógeno se une al hierro, lo que explica la aparente falta de agua del océano. Se dice que el hidrógeno es amante del hierro o siderófilo.
"Este hallazgo nos permite explorar algo que nos afecta de una manera bastante profunda", dijo Hirose en un comunicado. "Que el hidrógeno sea siderófilo a alta presión nos dice que gran parte del agua que llegó a la Tierra en bombardeos masivos durante su formación podría estar en el núcleo como hidrógeno en la actualidad. Estimamos que podría haber hasta 70 océanos de hidrógeno encerrado allí abajo. Si esto hubiera permanecido en la superficie como agua, es posible que la Tierra nunca hubiera conocido la tierra firme, y la vida como la conocemos nunca habría evolucionado".