¿Hasta dónde puede penetrar el agua superficial de la Tierra dentro del planeta? ¿Cuáles serán sus efectos??
Los científicos revelan que el agua de la superficie de la Tierra puede penetrar profundamente en el planeta alterando la región externa del núcleo terrestre y tener algunas consecuencias y efectos significativos
Hace unas décadas, los sismólogos que tomaron imágenes del planeta profundo identificaron una capa delgada, de poco más de unos cientos de kilómetros de espesor. El origen de esta capa, conocida como capa primaria E, ha sido un misterio hasta ahora.
Una capa profunda y misteriosa generada por el agua procedente de la superficie
Un equipo internacional de investigadores, incluidos los científicos de la Universidad Estatal de Arizona Dan Shim, Taehyun Kim y Joseph O'Rourke de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio, ha revelado que el agua de la superficie de la Tierra puede penetrar profundamente en el planeta, alterando la composición de la región más externa del núcleo líquido metálico y creando una capa delgada y distinta. Su investigación fue publicada en Nature Geoscience.
Las investigaciones indican que durante miles de millones de años, el agua superficial ha sido transportada a las profundidades de la Tierra mediante placas tectónicas descendentes o subducidas. Al alcanzar el límite entre el núcleo y el manto, a unos 2.900 kilómetros bajo la superficie, esta agua desencadena una profunda interacción química que altera la estructura del núcleo.
El equipo han demostrado mediante experimentos de alta presión que el agua subducida reacciona químicamente con los materiales del núcleo. Esta reacción forma una capa rica en hidrógeno y empobrecida en silicio, alterando la región superior del núcleo externo en una estructura similar a una película. Además, la reacción genera cristales de sílice que ascienden y se integran al manto.
Se predice que esta capa metálica líquida modificada será menos densa, con velocidades sísmicas reducidas, en consonancia con las características anómalas mapeadas por los sismólogos.
"Durante años, se ha creído que el intercambio de material entre el núcleo y el manto de la Tierra es pequeño. Sin embargo, nuestros recientes experimentos de alta presión revelan una historia diferente. Descubrimos que cuando el agua alcanza el límite entre el núcleo y el manto, reacciona con el silicio en el núcleo, formando sílice", dijo Shim.
"Este descubrimiento, junto con nuestra observación previa de diamantes que se forman a partir de agua que reacciona con carbono en hierro líquido bajo presión extrema , apunta a una interacción núcleo-manto mucho más dinámica, lo que sugiere un intercambio sustancial de material".
Este hallazgo mejora nuestra comprensión de los procesos internos de la Tierra, sugiriendo un ciclo global del agua más extenso de lo que se reconocía anteriormente. La "película" alterada del núcleo tiene profundas implicaciones para los ciclos geoquímicos que conectan el ciclo del agua superficial con el núcleo metálico profundo.
Este estudio fue realizado por un equipo internacional de geocientíficos que utilizaron técnicas experimentales avanzadas en la Fuente Avanzada de Fotones del Laboratorio Nacional Argonne y PETRA III del Deutsches Elektronen-Synchrotron en Alemania para replicar las condiciones extremas en el límite entre el núcleo y el manto.
Referencia
Taehyun Kim et al, A hydrogen-enriched layer in the topmost outer core sourced from deeply subducted water, Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01324-x