Nuevos minerales de hierro descubiertos podrían ser el eslabón perdido sobre cómo se almacena el agua en las partes más profundas del manto terrestre y cómo se transporta a las capas superiores, según revela una investigación reciente. Los hallazgos son cruciales para entender el movimiento del manto, la actividad volcánica y el funcionamiento de otros planetas rocosos, dicen los autores del estudio.
Los investigadores descubrieron los minerales de hierro, llamados oxihidróxidos de hierro, al comprimir muestras de mineral entre dos diminutos yunques de diamante mientras se les sometía a un láser.
Los dos minerales de hierro se mantienen estables bajo las condiciones que se dan en el límite entre el núcleo de la Tierra y su manto (la capa media del planeta), que está bajo “más de un millón de veces la presión que sentimos en la superficie”, dijo Steve Jacobsen, mineralogista y profesor de ciencias de la Tierra en la Universidad de Colorado Boulder, que no participó en el estudio, a Live Science por correo electrónico.
Los nuevos minerales contienen hasta un 15% de agua en peso. “Si sumas todos los átomos de hidrógeno y oxígeno en la fórmula y los combinas en H2O, solo una pieza de cinco libras de esa sustancia contendría un pinta de agua líquida”, añadió Jacobsen. “Si este material existiera en la Tierra temprana, distribuido por toda la base del manto, incluso solo un porcentaje pequeño podría potencialmente ser suficiente para abastecer la formación de los océanos.”
Un misterio tectónico
Tierra contiene varias capas, como una cebolla. La corteza es la capa más delgada (la piel de la cebolla) y se mueve muy lentamente sobre un enorme océano de roca fundida llamado manto (la parte jugosa de la cebolla). En lo profundo de ese océano se encuentra el núcleo del planeta, como el centro de una cebolla, si el centro de la cebolla estuviera hecho de hierro y níquel ultracalientes comprimidos bajo el peso de un planeta.
El agua en el manto hace que la roca fundida sea más elástica, lo que significa que el manto puede cambiar de forma y convectarse. Eso es una parte importante de por qué la Tierra tiene tectónica de placas—sin agua en el manto, el material sería demasiado rígido para moverse y arrastrar la corteza del planeta. Sabemos que hay agua en el manto; sin embargo, no sabemos exactamente qué está haciendo ese agua.
Existen dos teorías principales sobre cómo llega el agua al manto de la Tierra. La primera es mediante la subducción: cuando una placa tectónica se hunde bajo otra, lleva agua desde la superficie al manto. La segunda es agua primordial, que quedó de la formación del planeta y que se almacena cerca del límite entre el núcleo de la Tierra y el manto inferior.
Los minerales recién descubiertos coinciden con ambas teorías principales sobre cómo la Tierra obtuvo el agua en su manto. Son lo suficientemente densos como para hundirse hasta el fondo del manto, lo que encaja con la subducción y ofrece una vía para que el agua ingrese al núcleo de la Tierra. Los minerales de hierro también son lo suficientemente resistentes como para soportar los impactos de energía extremadamente alta que habrían experimentado si hubieran estado presentes durante la formación de la Tierra.
La convección del manto podría traer estos minerales desde cerca del núcleo hasta cerca de la superficie en grandes plumas del manto, donde los minerales se derretirían y liberarían su agua, completando así el ciclo del agua en el manto y contribuyendo a los puntos calientes volcánicos en la superficie. Este proceso tiene implicaciones para los ciclos de agua y para las teorías sobre cómo se formaron otros planetas rocosos y exoplanetas —especialmente los extraños que son principalmente roca fundida—.
Aunque el estudio, publicado el 8 de septiembre en la revista Nature Geoscience, no demuestra que estos minerales estén moviendo agua alrededor del manto, el hecho de saber que existen minerales de hierro ofrece, por primera vez, una vía posible. Los minerales recién descubiertos también podrían explicar las misteriosas y extremadamente densas regiones profundas de la Tierra: los “parches de velocidad sísmica ultrabaja” que observamos sobre la frontera núcleo-manto, añadió Jacobsen.
