Hace unas décadas, los sismólogos identificaron una capa delgada en el núcleo líquido metálico de la Tierra. El origen de esta capa ha sido un misterio hasta hoy: ahora, un nuevo estudio revela 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 y creando la misteriosa capa.
Un equipo internacional de investigadores, liderado por científicos de la Universidad Estatal de Arizona, en Estados Unidos, y la Universidad de Yonsei, en Corea del Sur, han revelado cómo se formó la capa delgada ubicada en el núcleo del planeta, de poco más de unos cientos de kilómetros de espesor, que intriga a los especialistas desde hace décadas. El origen de esta capa, conocida como capa primaria E, estaría relacionado con la llegada de agua proveniente de la superficie terrestre, que penetraría a grandes profundidades.
Agua proveniente de la superficie
Según la investigación, publicada recientemente en la revista Nature Geoscience, a lo largo de 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, el líquido desencadena una profunda interacción química que altera la estructura del núcleo.
Esta alteración deviene en una separación dentro de la estructura, dando lugar a una capa más delgada que produce una disminución en la densidad. Esa sería la causa por la cual los estudios sísmicos han demostrado que la densidad del núcleo externo de la Tierra es alrededor de un 10% menor que la correspondiente a la aleación pura de hierro y níquel que lo compone. Precisamente, la incorporación del agua proveniente de la superficie y la creación de la capa primaria E tendría como resultado esta reducción de la densidad.
Modificación de la composición del núcleo
Los científicos revelaron que en la interfaz donde el agua en subducción se encuentra con el núcleo, se produce un intercambio químico para formar una capa rica en hidrógeno en el núcleo externo superior (la capa E) y otra capa más densa de sílice en la parte inferior del manto. “Durante años se ha creído que el intercambio de material entre el núcleo y el manto de la Tierra es pequeño”, indicó en una nota de prensa el científico Dan Shim, uno de los autores del nuevo estudio.
“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. Esto apunta a una interacción núcleo-manto mucho más dinámica, lo que sugiere un intercambio material sustancial”, agregó el investigador en el comunicado.
Al experimentar con células de yunque de diamante calentadas con láser a alta temperatura y presión, los científicos demostraron que el agua subducida reacciona químicamente con los materiales del núcleo. Esta reacción forma la capa delgada E, alterando la región superior del núcleo externo. Además, la reacción genera cristales de sílice que ascienden y se integran al manto. Se cree que esta capa metálica líquida modificada es menos densa, con velocidades sísmicas reducidas, de acuerdo con las características anómalas halladas previamente por los sismólogos.
Referencia
A hydrogen-enriched layer in the topmost outer core sourced from deeply subducted water. Taehyun Kim et al. Nature Geoscience (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41561-023-01324-x
