Los sismólogos han descubierto que una misteriosa capa de cristales de sílice alrededor del núcleo de la Tierra se debe al agua que llega a las profundidades
¿Nunca te has preguntado si el agua de los océanos se escapa por las grietas de la corteza terrestre? La sorprendente respuesta es que sí, y que llega muy profundo, hasta el núcleo de la Tierra.
Hace unas décadas, los sismólogos que obtenían imágenes de las profundidades del planeta identificaron una fina capa de unos pocos cientos de kilómetros de espesor. El origen de esta capa, conocida como capa E prime, había sido un misterio hasta ahora.
Un equipo internacional de geocientíficos, entre los que se encuentran los científicos de la Universidad Estatal de Arizona, ha revelado que el agua de la superficie terrestre puede penetrar en las profundidades del planeta, alterando la composición de la región más externa del núcleo líquido metálico y creando una fina capa distinta. Su investigación se ha publicado recientemente en Nature Geoscience.
Las investigaciones indican que, a lo largo de miles de millones de años, el agua superficial ha sido transportada a las profundidades de la Tierra por placas tectónicas descendentes o subducidas. Al llegar al límite entre el núcleo y el manto, a unos 1.800 kilómetros por debajo de la superficie, esta agua desencadena una profunda interacción química que altera la estructura del núcleo.
Junto con Yong Jae Lee, de la Universidad de Yonsei (Corea del Sur), los científicos estadounidenses han demostrado mediante experimentos a alta presión que el agua subducida reacciona químicamente con los materiales del núcleo. Esta reacción forma una capa rica en hidrógeno y pobre en silicio que altera la región más externa del núcleo hasta convertirla en una estructura similar a una película. Además, la reacción genera cristales de sílice que ascienden y se integran en el manto. Se prevé que esta capa metálica líquida modificada sea menos densa y presente velocidades sísmicas reducidas, en consonancia con las características anómalas cartografiadas por los sismólogos.
«Durante años se ha creído que el intercambio de material entre el núcleo y el manto de la Tierra era escaso. Sin embargo, nuestros recientes experimentos a alta presión revelan una historia diferente. Hemos descubierto que, cuando el agua alcanza el límite entre el núcleo y el manto, reacciona con el silicio del núcleo y forma sílice», explica Shim. «Este descubrimiento, junto con nuestra observación anterior de la formación de diamantes a partir de la reacción del agua con el carbono en un líquido de hierro a presión extrema, apunta a una interacción mucho más dinámica entre el núcleo y el manto, lo que sugiere un importante intercambio de materiales».
Este hallazgo hace avanzar nuestra comprensión de los procesos internos de la Tierra, sugiriendo un ciclo global del agua más extenso de lo que se reconocía hasta ahora. La «película» alterada del núcleo tiene profundas implicaciones para los ciclos geoquímicos que conectan el ciclo del agua superficial con el núcleo metálico profundo.
Para este estudio, los geocientíficos han utilizado técnicas experimentales avanzadas en la Fuente Avanzada de Fotones del Laboratorio Nacional Argonne y en PETRA III del Deutsches Elektronen-Synchrotron de Alemania, para reproducir las condiciones extremas del límite entre el núcleo y el manto.
REFERENCIA
A hydrogen-enriched layer in the topmost outer core sourced from deeply subducted water
