La mayor reserva visible de agua de la Tierra está en los océanos, pero una parte del agua del planeta se encuentra también bajo nuestros pies. No necesariamente en forma líquida: el hidrógeno puede incorporarse a la estructura cristalina de determinados minerales y permanecer allí durante enormes escalas de tiempo.
Ahora, una investigación publicada en Nature Geoscience aporta dos nuevos candidatos capaces de almacenar agua en un lugar extraordinario: las proximidades del límite entre el manto y el núcleo terrestre, situado a unos 2.900 kilómetros de profundidad.
El descubrimiento puede ayudar a comprender el llamado ciclo profundo del agua, que conecta procesos ocurridos en la superficie con otros desarrollados en las entrañas del planeta. Pero conviene precisar qué han encontrado los científicos: no han detectado un enorme depósito de agua junto al núcleo. Han demostrado experimentalmente que existen minerales capaces de retenerla bajo las condiciones de presión y temperatura de esa región.
Dos minerales capaces de almacenar agua en las profundidades de la Tierra
Los investigadores identificaron dos oxihidróxidos de hierro, denominados Fe5O12Hx y Fe7O12Hx. Para conseguirlo utilizaron celdas de yunque de diamante calentadas mediante láser, una técnica que permite someter muestras diminutas a presiones y temperaturas comparables con las existentes en el interior terrestre.
El resultado fue llamativo porque estos compuestos consiguieron formarse incluso en condiciones de escasez de agua. Según explica el estudio original, las dos fases pueden aparecer en condiciones no saturadas de agua y presentan una elevada densidad que favorecería su hundimiento gravitatorio.
Esto ofrece una posible explicación sobre cómo el agua pudo alcanzar y permanecer en regiones extremadamente profundas. El agua no estaría formando lagos ni océanos subterráneos. El hidrógeno queda incorporado dentro de la propia estructura mineral. En el manto terrestre, el almacenamiento funciona de una manera completamente distinta.
El agua podría haber quedado atrapada desde los primeros días del planeta
La nueva investigación amplía además la perspectiva temporal. Una de las hipótesis planteadas por sus autores es que estos minerales pudieron originarse durante la cristalización de un océano de magma basal en las primeras etapas de la Tierra.
Al ser especialmente densos, habrían descendido y terminado acumulándose cerca de la frontera entre el núcleo y el manto. De confirmarse este mecanismo en el planeta real, podrían constituir depósitos de agua primordial, conservada durante miles de millones de años.
También podrían recibir agua reciclada posteriormente desde la superficie. La tectónica de placas introduce materiales hacia el interior mediante la subducción, cuando una placa se hunde bajo otra. Estudios anteriores ya habían demostrado que determinados minerales pueden transportar agua a grandes profundidades.
De hecho, otra investigación de Nature Geoscience concluyó que fases hidratadas de sílice presentes en placas subducidas pueden conservar buena parte de su agua incluso bajo las condiciones extremas existentes cerca de la base del manto.
Así funciona el ciclo del agua a miles de kilómetros de profundidad
La importancia del hallazgo va más allá de determinar dónde puede esconderse el agua. Incluso cantidades pequeñas de hidrógeno pueden modificar propiedades de los minerales y afectar procesos como su deformación, conductividad o temperatura de fusión.
El agua que llega al interior tampoco tiene por qué permanecer allí para siempre. Los autores plantean que estos oxihidróxidos podrían participar tanto en el almacenamiento como en el transporte de volátiles.
Si el material asciende dentro del manto y cambian las condiciones de presión y temperatura, el agua puede redistribuirse entre diferentes minerales o liberarse y participar finalmente en procesos magmáticos.
Este intercambio forma parte de un ciclo geológico que funciona durante millones o miles de millones de años. Mientras el ciclo superficial mueve agua mediante evaporación, precipitaciones, ríos y océanos, el profundo está relacionado con la tectónica, la mineralogía y el movimiento extremadamente lento del manto.
Una posible explicación para las misteriosas zonas del límite entre el manto y el núcleo
El descubrimiento podría tener otra consecuencia. Cerca del límite entre el núcleo y el manto existen regiones conocidas como zonas de velocidad ultrabaja, donde las ondas sísmicas se desplazan de manera anómala. Su composición y origen continúan siendo objeto de investigación.
Los nuevos oxihidróxidos ofrecen una posible base mineralógica para explicar algunas de esas anomalías, según los autores. Su elevada densidad permitiría que se acumularan en las zonas más profundas y podrían contribuir a las características detectadas mediante la sismología.
Qué falta por comprobar sobre estos minerales
Por ahora, sin embargo, se trata de una hipótesis sustentada en experimentos de laboratorio. Los investigadores todavía deben determinar cuánto hidrógeno pueden almacenar estos minerales en condiciones naturales, durante cuánto tiempo permanecen estables y, sobre todo, comprobar hasta qué punto existen realmente en el interior terrestre.
El hallazgo no demuestra, por tanto, que exista un gigantesco océano escondido a 2.900 kilómetros. Lo que aporta es posiblemente algo más interesante: un mecanismo mineral capaz de explicar cómo parte del agua de la Tierra puede viajar, almacenarse y reciclarse en algunas de las regiones más inaccesibles del planeta.
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