¿Un «océano Pacífico» bajo la superficie terrestre?

Ahora, un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores de la Universidad Estatal de Ohio, en Estados Unidos, aporta otra visión para ayudar a determinar si la Tierra fue capaz de fabricar su propia agua por medio de procesos geológicos o si ésta, efectivamente, nos llegó del espacio, a bordo de cometas y asteroides.

La respuesta correcta podría ser que las dos hipótesis son ciertas, y que nuestros océanos se formaron tanto gracias a la producción interna de agua como a la aportación exterior. Y no solo eso. Según los autores de este trabajo, ahora mismo podría existir, en las profundidades de la Tierra, una cantidad de agua suficiente como para llenar el Océano Pacífico. Estas conclusiones fueron anunciadas hace apenas unos días durante una reunión de la Unión Geofísica Americana (AGU).

Según los investigadores, existe una "vía geoquímica", hasta ahora desconocida, gracias a la que la Tierra puede "secuestrar" y mantener en su interior una gran cantidad de agua durante miles de millones de años. Y lo que es más, liberarla a lo largo del tiempo en pequeñas dosis para "alimentar" a los océanos desde el interior.

Muchos investigadores han sugerido hasta ahora que la Tierra primitiva estaba muy caliente y seca, y que era por lo tanto incapaz de sustentar vida hasta que los cometas llegaron para depositar el agua en su superficie. El origen "extraterrestre" del agua de nuestro planeta es, hoy por hoy, la teoría dominante, aunque está aún lejos de ser probada de forma irrefutable.

De hecho, Wendy Panero y su equipo de la Universidad Estatal de Ohio sostienen una hipótesis bien distinta: que la Tierra se formó con grandes cantidades de agua en su interior, y que desde allí y gracias a la tectónica de placas, ese agua ha ido fluyendo contínuamente hasta la superficie.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el manto terrestre contiene agua. Aunque nadie ha podido averiguar cuánta. Y si es cierto que algún mecanismo geológico ha sido capaz de suministrar agua a la superficie durante todo este tiempo, ¿podría ser que el manto haya agotado sus reservas y ya no contenga agua en la actualidad?

Por desgracia, no existe forma de estudiar directamente las rocas del manto, que se encuentran a cientos de km. bajo la superficie. Así que Panero y sus colegas tuvieron que poner a prueba su hipótesis llevando a cabo experimentos de física a muy altas presiones y complejos cálculos por ordenador.

"Cuando buscamos el origen del agua de la Tierra -explica Panero- lo que realmente nos preguntamos es la razón por la que nuestro mundo es tan diferente de los demás planetas. En este Sistema Solar, la Tierra es única porque existe agua líquida en la superficie. Y nosotros somos también el único mundo que cuenta con una activa tectónica de placas. Tal vez toda ese agua en el manto sea clave para la tectónica de placas, y quizá fue precisamente eso lo que hizo de la Tierra un lugar habitable".

La idea central de la investigación es que rocas que a simple vista pueden parecer secas podrían, incluso en la actualidad, contener agua en forma de átomos de hidrógeno atrapados en sus pequeñas cavidades internas. Por otra parte, sabemos que el oxígeno forma parte de muchos minerales, por lo que si una roca contiene también hidrógeno, pueden darse reacciones químicas que lo liberen y permitan que se mezcle con el oxígeno para formar agua.

Estos átomos "extraviados" de hidrógeno podrían suponer apenas una pequeña fracción de los componentes de las rocas del manto, pero dado que el manto terrestre representa más del 80% del volumen total de la Tierra, incluso esa pequeña proporción de hidrógeno puede suponer una gran cantidad potencial de agua.

En su laboratorio de la Universidad, los investigadores comprimieron diferentes minerales que son comunes en el manto y les sometieron a presiones y temperaturas similares a las que reinan en las profundidades de la Tierra. Y examinaron cómo las estructuras cristalinas de esos minerales iban evolucionando a medida que aumentaba la presión. Después usaron esa información para medir las capacidades relativas de cada mineral para almacenar hidrógeno. Finalmente, introdujeron los resultados de sus experimentos en el ordenador para descubrir los procesos geoquímicos que permitirían a estos minerales subir desde el manto a la superficie, una condición necesaria para que el agua rellene los océanos.

Los primeros análisis se llevaron a cabo con el mineral bridgmanita, una forma de olivina a muy altas presiones, porque ese es precisamente el mineral más abundante en el manto. Pero hallaron que la bridgmanita contiene demasiado poco hidrógeno como para jugar un papel importante en la formación de los océanos.

Sin embargo, otro equipo de investigadores publicó recientemente que la ringwoodita , otra forma de olivina, contiene el hidrógeno suficiente como para convertirla en un buen candidato para el almacenamiento de agua en las profundidades terrestres. Así que Panero y su equipo centraron su investigación justo en el rango de profundidades donde se encuentra la ringwoodita (entre los 525 y los 800 km. bajo la superficie), la zona más probable para hallar la reserva interna de agua del planeta. A partir de ahí, los mismos movimientos de convección del manto que ponen en marcha la tectónica de placas podrían llevar también toda ese agua hasta la superficie.

La hipótesis, sin embargo, no está exenta de problemas: Si el agua que contiene la ringwoodita es drenada continuamenta hasta la superficie gracias a la tectónica de placas, ¿cómo puede el planeta seguir manteniendo sus reservas de agua? La respuesta podría estar en otro mineral que se encuentra aún a más profundidad, el granate, que sería capaz de hacer de "intermediario" y de conservar parte del agua de la ringwoodita, evitando que el manto se seque.

Si el escenario demuestra ser correcto, la Tierra podría tener en sus entrañas, incluso en la actualidad, más de la mitad de toda el agua que fluye por su superficie. Lo cual, según Panero, equivaldría al volumen del Océano Pacífico.

Panero considera esta compleja relación entre la tectónica de placas y el agua de la superficie terrestre como "uno de los mayores misterios de las ciencias geológicas". Pero este estudio ha contribuido a aumentar las sospechas de que, de alguna forma, la convección del manto es capaz de regular la cantidad de agua que contienen los océanos.