Cuando pensamos en agua dentro de la Tierra es fácil imaginar enormes océanos subterráneos. La realidad que empieza a dibujar la geología es bastante más extraña: parte del agua del planeta podría llevar miles de millones de años encerrada dentro de cristales, casi 2.900 kilómetros bajo nuestros pies.
Un equipo internacional acaba de sintetizar dos compuestos que hasta ahora eran desconocidos, Fe₅O₁₂Hₓ y Fe₇O₁₂Hₓ. El hallazgo, publicado el 8 de septiembre en Nature Geoscience, muestra que ambos pueden mantenerse estables bajo las condiciones extremas de la parte más profunda del manto y almacenar hidrógeno en su estructura.
La clave está precisamente ahí: no hablamos de agua líquida formando un océano oculto, sino de sus componentes incorporados químicamente en minerales.
Dos diamantes recrearon un lugar al que nunca podremos llegar
Llegar físicamente al límite entre el núcleo y el manto es imposible con nuestra tecnología, así que los investigadores llevaron ese lugar al laboratorio.
Utilizaron celdas de yunque de diamante, dispositivos capaces de comprimir muestras diminutas entre dos diamantes mientras son calentadas mediante láser. Los experimentos alcanzaron presiones de entre 78 y 198 gigapascales y temperaturas de entre 2.400 y 2.800 kelvin, aproximadamente entre 2.100 y 2.500 °C. Después, radiación de rayos X de sincrotrón permitió estudiar qué estructuras cristalinas habían aparecido.
Lo sorprendente fue que los nuevos oxihidróxidos no aparecieron únicamente en mezclas cargadas de agua. También se formaron cuando había cantidades minúsculas de hidrógeno. Según Leonid Dubrovinsky, de la Universidad de Bayreuth, incluso esas pequeñas cantidades bastan para estabilizar estos compuestos altamente hidratados.
Además son especialmente densos. Eso abre la posibilidad de que, una vez formados, pudieran hundirse y permanecer acumulados cerca del núcleo durante escalas de tiempo geológicas. El Fe₅O₁₂Hₓ resulta especialmente interesante: los cálculos del equipo indican que una concentración de alrededor del 1% de este mineral podría almacenar una fracción importante del inventario estimado de hidrógeno de la Tierra silicatada.
Parte de esa agua podría llevar allí casi desde que nació la Tierra
Una de las hipótesis apunta a un mundo muy diferente del actual. Durante la juventud del planeta habría existido un océano de magma basal sobre el límite entre el núcleo y el manto. Al enfriarse y cristalizar, el material restante pudo enriquecerse precisamente en hierro y agua, los ingredientes necesarios para formar estos minerales.
Pero ese depósito no tendría por qué contener únicamente agua primordial. Las placas tectónicas también introducen materiales desde la superficie hacia el interior mediante subducción. Los autores proponen que estos oxihidróxidos podrían capturar tanto ese agua reciclada como hidrógeno conservado desde las primeras etapas del planeta.
La idea incluso conecta con uno de los grandes enigmas sísmicos del interior terrestre. Sobre el límite núcleo-manto existen regiones conocidas como zonas de velocidad ultrabaja, donde las ondas sísmicas se comportan de forma anómala. Los investigadores plantean que acumulaciones de estos materiales densos e hidratados podrían contribuir a explicar algunas de ellas.
Y el agua quizá tampoco permanezca allí para siempre. Si parte de esos minerales termina incorporándose a una pluma del manto y alcanza condiciones en las que deja de ser estable, podría liberar agua y otros volátiles que acabarían ascendiendo hacia regiones mucho menos profundas, conectando un depósito situado junto al núcleo con procesos volcánicos miles de kilómetros más arriba.
Hay, eso sí, una frontera importante entre el experimento y el titular: nadie ha demostrado todavía que Fe₅O₁₂Hₓ y Fe₇O₁₂Hₓ existan realmente dentro de la Tierra. Lo que el estudio ha demostrado es que pueden existir allí. Y por primera vez hay candidatos capaces de explicar cómo una parte del agua más antigua del planeta podría haber sobrevivido atrapada prácticamente junto al núcleo durante miles de millones de años.
