Escuchar
Un estudio publicado el martes 10 de febrero en la revista Nature Communications planteó que el núcleo de la Tierra alberga una cantidad de hidrógeno equivalente a entre nueve y 45 veces la contenida en los océanos. La estimación refuerza la hipótesis de que el agua forma parte del planeta desde su origen, hace unos 4.500 millones de años.
La investigación estuvo a cargo del equipo de Dongyang Huang, profesor asistente de la Escuela de Ciencias de la Tierra y del Espacio de la Universidad de Pekín, en China. El científico indicó que la presencia masiva de hidrógeno en el núcleo sugiere que este elemento se incorporó durante la formación del planeta y no llegó después por impactos de cometas u otros cuerpos helados, como proponen modelos tradicionales.
Huang explicó en declaraciones al sitio Live Science que la hipótesis de que el hidrógeno, incluido el del núcleo, llegó durante la formación planetaria cuenta con amplio respaldo. Sin embargo, señaló que la comunidad científica debate en qué momento del proceso se produjo esa incorporación.
Un núcleo menos denso de lo previsto
El núcleo terrestre está compuesto en su mayoría por hierro. No obstante, su densidad es ligeramente menor a la esperada si estuviera formado solo por ese metal. Ese dato apunta a la presencia de elementos más ligeros disueltos en su estructura cristalina.
Determinar la proporción de esos elementos resulta clave para entender los procesos físicoquímicos que moldearon el planeta en sus primeras etapas. El núcleo se ubica a miles de kilómetros de profundidad. Esa condición impide mediciones directas. Por ello, los científicos utilizan simulaciones y experimentos de laboratorio que recrean presiones y temperaturas extremas.
Estimar la cantidad de hidrógeno implica un reto técnico. Es el elemento más ligero del universo. Además, es altamente difuso. Estas características dificultan su detección en condiciones de alta presión y temperatura como las del interior terrestre.
Técnicas previas como la difracción de rayos X medían la expansión de la estructura cristalina del hierro tras añadir hidrógeno. Ese método asumía que el silicio y el oxígeno no alteraban de forma sustancial esa estructura. La nueva investigación determinó que esa suposición era incorrecta.
Simulación del nacimiento del planeta
Para superar esas limitaciones, el equipo utilizó tomografía por sonda atómica, una técnica que permite mapear en tres dimensiones la composición de una muestra a escala nanométrica.
Los investigadores simularon las condiciones de la formación del núcleo. Tomaron pequeñas muestras de hierro metálico que representaban el núcleo. Luego las recubrieron con vidrio de silicato hidratado. Ese material actuó como análogo del océano de magma que cubría la Tierra primitiva.
El conjunto se colocó en una célula de bigorna de diamante. En ese dispositivo, dos cristales de diamante comprimen la muestra hasta presiones extremas. Láseres elevaron la temperatura hasta unos 4.830°C. La presión alcanzó cerca de 111 gigapascales. Esos valores son compatibles con el interior profundo del planeta.
Tras el experimento, las muestras se redujeron a agujas con puntas de unos 20 nanómetros. Luego se analizaron átomo por átomo mediante un haz iónico focalizado.
Los resultados mostraron que hidrógeno, oxígeno y silicio se disuelven de forma simultánea en la estructura cristalina del hierro bajo condiciones extremas. Esa interacción modifica la estructura de maneras que no se comprendían por completo.
Un hallazgo clave fue la entrada de cantidades equivalentes de hidrógeno y silicio desde el “magma” hacia el “núcleo” experimental. Con base en esas proporciones, el equipo estimó que el hidrógeno representa entre 0,07% y 0,36% de la masa del núcleo terrestre. En términos absolutos, esa cifra equivale al contenido de hidrógeno de nueve a 45 océanos.
Implicaciones para el campo magnético
Si los cometas hubieran aportado la mayor parte del hidrógeno tras la consolidación del núcleo, el elemento se concentraría en capas superficiales. Sin embargo, según destacó la revista Scientific American, el núcleo podría ser el mayor reservorio de hidrógeno del planeta. Ese escenario apunta a una incorporación temprana, antes de la diferenciación interna completa.
Huang señaló que el proceso de cristalización del núcleo, iniciado hace unos 4.500 millones de años, promovió convección en su interior. Ese movimiento pudo impulsar un geodínamo primitivo. Ese mecanismo genera el campo magnético terrestre. El campo resulta esencial para la habitabilidad porque protege la atmósfera y la superficie de la radiación solar y cósmica.
El estudio identificó por primera vez el mecanismo por el cual el hidrógeno ingresa al núcleo. El hallazgo aporta evidencia en un debate de larga data sobre el momento y la forma en que ese elemento llegó a la Tierra. Además, conecta la formación del núcleo, el origen del agua y el establecimiento del campo magnético dentro de una misma secuencia evolutiva.
*La creación de este contenido contó con la asistencia de inteligencia artificial. La fuente de esta información es de un medio del Grupo de Diarios América (GDA) y revisada por un editor para asegurar su precisión. El contenido no se generó automáticamente.
