Científicos descubren dos minerales capaces de retener y almacenar agua a 2,900 kilómetros de profundidad, donde las temperaturas y presiones extremas podrían permitir que estos compuestos de hierro funcionen como reservorios de hidrógeno dentro de la Tierra
Dos nuevos compuestos de hierro, oxígeno e hidrógeno resistieron presiones y temperaturas similares a las del manto profundo, lo que abre una nueva posibilidad sobre dónde puede permanecer almacenada el agua dentro del planeta.
El agua no desaparece simplemente cuando se adentra en las profundidades de la Tierra. Allí abajo puede quedar incorporada a minerales, modificando la manera en que las rocas se funden, se deforman y transportan elementos químicos.
De acuerdo a un artículo de Nature Geoscience, un equipo internacional de investigadores encontró dos compuestos de hierro que podrían participar en ese almacenamiento: Fe₅O₁₂Hₓ y Fe₇O₁₂Hₓ, dos oxihidróxidos de hierro que no habían sido identificados anteriormente.
Lo llamativo es que estos minerales aparecieron bajo condiciones extremas similares a las que existen a miles de kilómetros de profundidad, cerca de la frontera entre el manto y el núcleo terrestre.
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Una presión dos millones de veces mayor que la atmosférica
Para descubrir qué materiales pueden sobrevivir en ese ambiente, los científicos tuvieron que recrearlo en el laboratorio. Comprimieron diminutas muestras entre dos diamantes y las calentaron mediante láseres.
El experimento alcanzó presiones de casi 200 gigapascales, alrededor de dos millones de veces la presión atmosférica de la superficie, además de temperaturas cercanas a los 2 mil 500 grados Celsius.
En esas condiciones comenzaron a formarse los dos nuevos oxihidróxidos, compuestos principalmente por hierro, oxígeno e hidrógeno. Después, los investigadores utilizaron rayos X extremadamente intensos para estudiar sus diminutos cristales y determinar su estructura.
El hallazgo surgió incluso con muy poca agua
El resultado más inesperado apareció cuando los investigadores modificaron los materiales de partida. Los compuestos no se formaron únicamente en muestras ricas en agua: también pudieron producirlos utilizando materiales que contenían cantidades mínimas de este elemento.
Esto sugiere que incluso pequeñas cantidades de hidrógeno podrían ser suficientes para generar estos compuestos ricos en agua bajo las condiciones del interior terrestre.
Uno de ellos, Fe₅O₁₂Hₓ, destaca especialmente porque puede incorporar grandes cantidades de hidrógeno, una característica que lo convierte en un posible reservorio de agua o hidrógeno en las profundidades del planeta.
¿Realmente existe este reservorio dentro de la Tierra?
La existencia de los minerales en el laboratorio no demuestra todavía que estén presentes de manera natural en el interior terrestre. Esa es precisamente una de las preguntas que deberán responder futuras investigaciones.
La dificultad es evidente: los humanos no pueden llegar directamente hasta esas profundidades. El pozo más profundo perforado por la humanidad apenas alcanzó unos 12 kilómetros dentro de la corteza, mientras que el límite entre el núcleo y el manto se encuentra aproximadamente a 2 mil 900 kilómetros.
Por eso, los investigadores recurren a experimentos capaces de reproducir esas condiciones y a instalaciones como PETRA III, la fuente de luz de sincrotrón de DESY, para observar materiales que de otro modo permanecerían completamente inaccesibles.
El hallazgo añade así una nueva pieza al complejo rompecabezas de cómo se almacena y se mueve el agua dentro de la Tierra, y plantea la posibilidad de que parte del hidrógeno incorporado al planeta desde sus primeras etapas todavía permanezca atrapado en minerales situados a enorme profundidad.
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