Portugués 
Inglés 
Español 
7 min de lectura 
0 comentarios 
Una investigación publicada en Nature Communications descubrió que el núcleo de la Tierra contiene entre 0,18% y 0,49% de hidrógeno y hasta 1,37% de carbono, representando más de 95% de los stocks totales de estos elementos en el planeta. El estudio también revela que meteoritos carbonáceos fueron esenciales para proveer el agua que existe hoy en la Tierra.
El núcleo de la Tierra guarda un secreto que desafía la intuición: la mayor parte del agua y del carbono que existen en el planeta no está en los océanos, en la atmósfera o en los bosques, sino a miles de kilómetros de profundidad, atrapados en el hierro líquido que compone el centro de nuestro mundo. Un estudio conducido por investigadores de la Universidad de California en Riverside y publicado en Nature Communications utilizó experimentos de alta presión en celdas de yunque de diamante para simular las condiciones de formación del núcleo de la Tierra y descubrió que más del 95% de todo el hidrógeno y más del 97% de todo el carbono del planeta pueden estar almacenados en el núcleo, incorporados al hierro líquido bajo presiones y temperaturas extremas.
El descubrimiento cambia la forma en que los científicos entienden la composición del núcleo de la Tierra y el origen de los elementos esenciales para la vida. Los modelos desarrollados por el equipo muestran que los bloques de construcción de nuestro planeta no pueden ser explicados solo por condritos de enstatita, el tipo de meteorito que más se asemeja a la composición isotópica de la Tierra. Fue necesaria la contribución de condritos carbonáceos, meteoritos ricos en agua y carbono que probablemente llegaron en la fase final de la formación del planeta, para explicar las cantidades de hidrógeno y carbono que el núcleo de la Tierra contiene hoy.
Qué encontraron los investigadores en el núcleo de la Tierra
Los científicos realizaron diez experimentos de fusión distintos a presiones entre 33 y 56 gigapascales y temperaturas de hasta 4.760 Kelvin, condiciones que reproducen el ambiente donde se formó el núcleo de la Tierra hace miles de millones de años. Por primera vez, midieron simultáneamente cómo el hidrógeno y el carbono se distribuyen entre metal líquido y silicato fundido, descubriendo que estos dos elementos interactúan fuertemente cuando están juntos en el hierro líquido, lo que altera significativamente los resultados en relación a mediciones anteriores realizadas por separado.
-
Arqueólogos descubren una estela de 2.000 años que retrata al emperador romano como un faraón egipcio.
-
Uno de los objetos más misteriosos del espacio, el asteroide Apófis 99942, se acercará a la Tierra en 2029, podrá ser visto directamente en el cielo, pasará a una distancia impresionante y despierta curiosidad mundial sobre cómo será realmente este espectáculo celeste.
-
Terremoto de magnitud 2,4 es registrado en el océano a pocos kilómetros de la costa de Paraná y asusta a los habitantes de Pontal do Paraná e Ilha do Mel que sintieron el suelo temblar en la madrugada del domingo sin entender lo que estaba sucediendo.
-
La Tierra podría esconder dos «continentes» gigantes a casi 3.000 km de profundidad bajo África y el Pacífico, y los científicos ahora revelan que estas estructuras enterradas no solo son diferentes entre sí, sino que pueden estar moldeando el flujo de calor, el vulcanismo y la propia dinámica interna del planeta desde hace cientos de millones de años.
Esta interacción es la clave de la investigación. Cuando el hidrógeno y el carbono coexisten en el metal líquido, la afinidad de cada uno por el hierro disminuye en relación a lo que se observa aisladamente, lo que significa que las estimaciones anteriores sobre la composición del núcleo de la Tierra estaban calculando cantidades erróneas de estos elementos. Con los nuevos coeficientes de partición, los modelos indican que el núcleo de la Tierra contiene entre 0,18% y 0,49% de hidrógeno en peso y entre 0,19% y 1,37% de carbono en peso, convirtiéndolo en el mayor reservorio de estos elementos en el planeta.
Por qué la mayor parte del agua de la Tierra está en el núcleo y no en los océanos
El océano entero contiene una fracción ínfima del hidrógeno total del planeta cuando se compara con lo que está disuelto en el núcleo de la Tierra. El hidrógeno presente en el núcleo equivale a entre 0,53% y 1,40% del peso total de la Tierra en forma de agua, una cantidad que supera en órdenes de magnitud todo lo que existe en la superficie, en la atmósfera y en el manto combinados. La razón es que el hidrógeno es fuertemente siderófilo bajo alta presión, es decir, tiene gran afinidad por el hierro, y durante la formación del planeta fue arrastrado hacia el centro junto con el metal que se separó del silicato.
Este descubrimiento no significa que haya un océano líquido escondido en el interior del planeta. El hidrógeno en el núcleo de la Tierra existe como átomos disueltos en el hierro líquido, ocupando espacios entre los átomos de hierro en condiciones de presión y temperatura que no permiten la formación de agua como la conocemos en la superficie. Pero desde el punto de vista de la contabilidad planetaria, el núcleo de la Tierra es donde la abrumadora mayoría del hidrógeno de nuestro mundo reside, un dato que cambia fundamentalmente la comprensión sobre el ciclo del agua en escala geológica.
El origen de los meteoritos que trajeron agua y carbono a la Tierra
Uno de los resultados más relevantes del estudio es sobre el origen de estos elementos. Los modelos muestran que los condritos de enstatita, el tipo de meteorito que más se asemeja a la composición isotópica de la Tierra, no contienen suficiente agua para explicar las cantidades de hidrógeno encontradas en el núcleo de la Tierra y en el manto. Esto significa que la Tierra necesitó recibir contribuciones de condritos carbonáceos, meteoritos provenientes de regiones más distantes del sistema solar que cargan cantidades significativamente mayores de agua y carbono.
Los investigadores combinaron sus datos de partición con el modelo de acreción en cuatro etapas propuesto por Dauphas y colaboradores, que utiliza composiciones isotópicas para reconstruir cómo la Tierra fue ensamblada. Los resultados indican que hasta el 53% del agua y hasta el 72% del carbono del planeta pueden haber venido de materiales no carbonáceos, como condritos de enstatita y condritos ordinarios. El resto fue proporcionado por condritos carbonáceos que llegaron principalmente en los últimos 25% de la formación de la Tierra, un escenario que resuelve la aparente contradicción entre la composición isotópica del planeta y su abundancia de volátiles.
Cómo el estudio cambia la comprensión sobre la formación del núcleo de la Tierra
Investigaciones anteriores ya habían estimado las cantidades de hidrógeno y carbono en el núcleo de la Tierra, pero los resultados eran inconsistentes porque medían la partición de los dos elementos por separado. Este estudio es el primero en medir simultáneamente cómo el hidrógeno y el carbono se comportan en el hierro líquido bajo condiciones de formación del núcleo, y el descubrimiento de que interactúan fuertemente entre sí invalida parcialmente las estimaciones anteriores.
En la práctica, la presencia de carbono en el metal líquido reduce la cantidad de hidrógeno que el hierro absorbe, y viceversa. Los coeficientes de partición obtenidos cuando los dos elementos son medidos juntos son marcadamente diferentes de los obtenidos por separado, lo que explica por qué estudios anteriores llegaron a conclusiones contradictorias sobre la composición del núcleo de la Tierra. Con los nuevos datos, los científicos pueden modelar con más precisión no solo la composición actual del núcleo, sino también la historia de cómo se formó el planeta y de dónde vinieron los ingredientes que hicieron posible la vida.
Lo que el estudio significa para la comprensión del agua y del carbono en el planeta
La conclusión central es que el núcleo de la Tierra es el principal reservorio tanto de hidrógeno como de carbono en el planeta, con más de 95% de los stocks totales de ambos elementos. Los modelos de formación en múltiples etapas, que son más realistas que los modelos simplificados, indican que la Tierra en su conjunto contiene entre 0,53% y 1,40% de agua en peso y entre 0,07% y 0,44% de carbono en peso, cantidades que necesitan ser explicadas por una combinación de diferentes tipos de meteoritos que se acumularon a lo largo de millones de años.
Más allá de la geología, la investigación tiene implicaciones para la búsqueda de vida en otros planetas. Si la mayor parte del agua de un planeta rocoso puede quedar atrapada en su núcleo durante la formación, la cantidad de agua disponible en la superficie depende no solo de cuánta agua recibió el planeta, sino de cómo se distribuyó entre el núcleo metálico y el manto de silicato. El núcleo de la Tierra esconde la mayor parte de los ingredientes esenciales para la vida, y entender cómo esto sucedió aquí puede ayudar a predecir dónde más en el universo estos ingredientes llegaron a la superficie.
El núcleo de la Tierra esconde más del 95% de toda el agua y el carbono del planeta. ¿Te imaginabas que la mayor parte del agua de la Tierra no está en los océanos? ¿Qué más te sorprende sobre el interior de nuestro planeta? Deja tu opinión en los comentarios.
Seja o primeiro a reagir!