NeoFronteras

Sobre el “mar interior” de la Tierra

Área: Geología — domingo, 15 de junio de 2014

Se acumulan las pruebas a favor de la presencia de grandes reservas de agua en el manto terrestre.

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Un cristal de ringwoodita (azul) expulsa agua (naranja) cuando está sometido a presión.

Si hay algo que hace diferente a nuestro planeta azul de los demás cuerpos conocidos es la presencia de océanos en su superficie. El origen de este agua siempre ha sido polémico porque hay dos teorías contrapuestas que tratan de explicar su origen. Por un lado una teoría dice que el agua vino del interior de la Tierra una vez esta se enfrió lo suficiente. La teoría alternativa dice que el agua de la Tierra vino a bordo de cometas y asteroides que se estrellaron sobre la superficie de nuestro planeta hace miles de millones de años, cuando la cantidad de estos cuerpos, subproductos de la formación del Sistema Solar, era muy grande.
Hasta hace poco la favorita era la del origen extraterrestre, pero los análisis isotópicos revelaron que esto no encajaba. Además, es difícil explicar cómo la cantidad de agua en la superficie ha permanecido más o menos estable durante tantos miles de millones de años sin una reemplazo.
Así que desde hace poco tiempo la vista de los investigadores se ha dirigido de nuevo al interior de la Tierra.

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La primera pista reciente vino de Graham Pearson (University of Alberta) pues este investigador y su equipo estudiaron diamantes provenientes del interior del manto terrestre que habían sido acarreados hasta la superficie por un volcán situado en Brasil. Algunos de ellos contenían ringwoodita una roca que contiene agua. Según esto habría una zona de transición con grandes cantidades de esta roca en el manto terrestre que podría proporcionar el agua necesaria.
Steven Jacobsen (Northwestern University) y Brandon Schmandt (University of New Mexico) han analizado los datos de 2000 sismómetros a lo largo de todo el mundo. Los terremotos nos proporcionan una ventana al interior de la Tierra, pues los distintos tipos de ondas pueden viajar por el interior y reconstruir lo que hay allí abajo. De este modo, este grupo de investigadores descubrió que las ondas sísmicas se hacían un poco más lentas en una capa situada entre los 410 y 660 km de profundidad, cosa que ocurría a lo largo de todo el planeta. Las rocas que contiene agua suelen presentar esta característica, así que es lógico asumir que hay una gran cantidad de agua en esa zona de transición. Analizando los datos llegaron a la conclusión de que esa roca podría ser ringwoodita, así que hicieron crecer unas muestras de esta roca azul y analizó su comportamiento a la presión y temperatura que reinan a 600 km de profundidad gracias a un una celda de yunques de diamante. Esta roca se puede sintetizar a partir de olivino y agua. Las ventanas de diamante del dispositivo permitieron el análisis de las reacciones que tenían lugar gracias a haces de rayos X, de electrones y de rayos infrarrojos
El caso es que en esas condiciones la roca exudaba el agua que contenía y que en otras condiciones forma hidratos. Los últimos estudios muestran que el agua proviene tanto del hidrato como de los propios cristales de mineral de la roca.
No hay que imaginar ese agua como el agua habitual al que estamos acostumbrados, pues a esa profundidad la alta presión y temperatura dividen la molécula para producir radicales hidroxílicos (OH). Un 1% en peso del cristal de ringwoodita es agua.
Los cálculos dicen que las reservas de agua en la zona de transición (la capa que divide el manto en dos) son inmensas, equivalentes a tres veces el agua de todos los océanos. Las fuerzas tectónicas podrían llevar parte de este agua hasta la superficie.
Esta capa actuaría de regulador del agua superficial al reemplazar el agua perdida. Esto es algo que también sugieren ciertos modelos geológicos, modelos que predicen que las supertierras no tienen por qué estar cubiertas totalmente por el agua y que la cantidad de agua que hay en los océanos esta regulada para alcanzar un equilibrio con los continentes.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4458

Fuentes y referencias:
Artículo original I.
Artículo original II.
Fotos: Northwestern University

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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5 Comentarios

  1. tomás:

    Puesto que la acreción es la forma en que se formaron los planetas, pueden ser ciertas las dos teorías. El agua interior pudo llegar químicamente unida a otros minerales en una época anterior y más tarde en forma de hielo apartada por cometas o asteroides cometarios, es decir con mucho hielo. Además esta teoría podría dar cierta cobertura a otra en la que tiene un papel la contracción terrestre.
    ¿Y si fue apartada por Theia?

    No comprendo la frase final “… la cantidad de agua que hay en los océanos está regulada para alcanzar un equilibrio con los continentes”. Equilibrio ¿en qué sentido?

  2. NeoFronteras:

    Lo vimos por aquí hace unas semanas. Al parecer la cantidad de agua es tal que nunca cubre completamente los continentes.

  3. tomás:

    Querido Neo:
    Ya veo que te refieres a la ringwoodita. Su existencia modifica totalmente la estructura del manto; incluso la isostasia prevista. Pero no creo que eso implique la imposibilidad de que el agua no pueda cubrir los continentes. Si por alguna razón externa a la Tierra aumentase mucho el agua disponible en los océanos, los continentes serían superados puesto que su densidad es mayor que la del agua. Y si el agua viniese de la ringwoodita, por alguna causa que no puedo imaginar, también.
    Saludos cordiales.

  4. NeoFronteras:

    Aquí aparece un modelo sobre el asunto:

    http://neofronteras.com/?p=4310

    Según ese modelo incluso en una supertierra los océanos no cubren los continentes.

  5. tomás:

    Gracias Neo. En ese artículo la cosa derivó a comentarios sobre temas laterales que eclipsaron lo tectónico.
    Me voy a centrar en algunas cuestiones. Dice casi al comienzo, para luego corregir: “Se ha propuesto que muchas supertierras puedan estar cubiertas totalmente de agua”.
    No puedo resistir hablar de lo dice Geoff Marcy. Y es que un delfín le dice a otro: ¿como podríamos nadar en la atmósfera?: caeríamos hasta el fondo.
    A partir del párrafo que comienza por: “Pero según este modelo…”, es donde se defiende que por mucha agua que pongamos, ésta se acumula en el manto si hay tectónica. Sin embargo todo esto depende de unos parámetros puestos en el modelo que deberíamos cuestionar. Habría que ver si se formaría ringwoodita o un sustituto capaz de mantener el agua en sus moléculas sin ser expulsada por las altas temperaturas y la gran presión, que es muchísimo mayor que la del fondo del océano. En resumen, que en todo planeta, la cosa ha de depender de densidades y cantidad de agua; también de la tectónica, que puede ser mucho más o mucho menos veloz que en la Tierra. Habría que suponer más modelos. En la misma Tierra se admite que con un 1% de su masa en agua, los continentes estarían cubiertos. Puede ser que en otras composiciones planetarias la cosa cambie de forma importante.
    Creo que esos modelos no son determinantes. Por decir algo, un corcho siempre flotará en el agua y una barra de hierro se hundirá. Eso es matemáticamente demostrable de forma sencilla: no sucede lo mismo, ni parecido, con la mucho más compleja isostasia en distintos imaginables planetas.
    Como siempre, querido Neo, recibe un fuerte abrazo.

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