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viernes, 5 de mayo de 2017

Parte del agua terrestre procede del manto

Un nuevo estudio apunta a que al menos parte del agua terrestre se forma en el interior del manto, por lo que no tendría un origen exclusivamente extraterrestre.

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Llamamos a nuestro mundo el planeta azul, posiblemente haciendo alusión a los océanos de agua que lo recubren en gran parte de su superficie.
Estos mares de agua han estado sobre la tierra al menos durante unos 3800 millones de años, lo que cubriría toda la historia evolutiva de la vida sobre este mundo. La vida tal y como la conocemos depende del agua, de ahí la importancia que le damos.
Pero explicar el origen del agua sobre la Tierra no es sencillo. Aunque el agua era abundante en la nebulosa de gas y polvo que dio origen al Sistema Solar, pues el oxígeno y el hidrógeno son muy abundantes en el Universo, la parte interior del disco de acreción que dio origen a los planetas rocosos debía de haberse quedado sin agua debido a la temperatura demasiado alta de la época en esa región.
Por esta razón, se propuso en su día que el agua vino en forma de hielo a bordo de los cometas que impactaron más tarde sobre la Tierra. Para ello debía de cuadrar la composición isotópica del agua terrestre con la que habría en el agua de los cometas. Pero las mediciones que se han venido haciendo sobre este tema en los cometas contradicen esta propuesta. Recientemente se ha propuesto que el agua también podría venir de los asteroides mediante el mismo sistema o de otro tipo de cometas, pero la cosa sigue sin encajar, pues los estudios isotópicos tampoco apoyan en este caso la hipótesis.
Además, reciente se ha discutido la existencia del Gran Bombardeo Intenso Tardío, por lo que el número de impactos de este tipo sería menor de lo pensado y, por tanto, la cantidad de agua aportada mediante este mecanismo.
Se puede afirmar, por tanto, que al menos no toda el agua de la Tierra vino a bordo de estos cuerpos extraterrestres y que, al menos, tiene que haber además otro origen.
Por esta razón, hace pocos años, la comunidad científica empezó a proponer que el agua procedería en gran medida de la misma Tierra y que la cantidad de agua de los océanos se mantiene constante gracias a un sistema en equilibrio, movido por la tectónica, entre el agua marina y el agua que hay debajo de la corteza terrestre. Algo que ya hemos visto en NeoFronteras en varias ocasiones. Estos estudios han encontrado pruebas de que los océanos se podrían nutrir del agua atrapada en la roca a 100 km de profundidad.
El último estudio al respecto viene en el mismo sentido. Según esta nueva idea, el agua se formaría mediante reacciones químicas en el manto terrestre y no vendría del espacio exterior. Esta agua estaría bajo gran presión y podría disparar terremotos a cientos de kilómetros de profundidad bajo la superficie terrestre. La existencia de estos temblores era algo para lo que todavía no había una buena explicación, por lo que ya habría pruebas físicas que apoyen esta hipótesis.
El estudio se basa en unas simulaciones computacionales sobre lo que le pasa a una mezcla de cuarzo e hidrógeno cuando es sometida a una gran presión. El cuarzo está constituido por dióxido de silicio y es muy abundante en la Tierra, pero es muy estable.
Pese a esa estabilidad, cuando a esa mezcla se le somete a una presión de 20.000 atmósferas y a una temperatura de 1400 grados centígrados, condiciones reinantes en el manto terrestre, se genera agua e hidruro de silicio. Un grupo japonés de investigadores ya realizó experimentalmente esta reacción química en 2014 usando celdas de yunque de diamante calentadas por láser.
“Esta es una manera en la que el agua se puede formar en la Tierra. Mostramos que es posible tener agua formándose en el ambiente natural de la Tierra en lugar de que esta tenga un origen extraterrestre”, dice John Tse (University of Saskatchewan).
Los investigadores implicados simularon las condiciones reinantes típicas en el manto entre 40 y 400 km de profundidad y vieron cómo estas afectaban la mencionada reacción química. Comprobaron que, efectivamente, se formaba agua tal y como el grupo japonés informó en su día, pero además descubrieron que el agua no podía escapar. El hidrógeno se difunde por las capas de cuarzo, pero no forma agua en la superficie de los cristales, sino en el interior. El análisis de la densidad y la estructura de esta agua atrapada desveló que estaba a muy alta presión que, según las simulaciones, podía llegar a las 200.000 atmósferas.
Precisamente, el agua a tal presión llevó a los investigadores a pensar en la posibilidad de que indujera terremotos. Estos se producirían cuando el agua finalmente escapase de los cristales de cuarzo. Sin embargo, se necesitan más estudios para cuantificar la cantidad de agua liberada de este modo.
Según otros investigadores, esta hipótesis del agua presurizada podría ser una buena explicación a los terremotos ultraprofundos que se registran provenientes de la litosfera terrestre y que algunas veces se generan justo debajo de la corteza terrestre y en las partes más profundas de las placas continentales.
Según Tse, el agua formada en el manto puede alcanzar la superficie mediante varios mecanismos, por ejemplo, transportado por el magma en la actividad volcánica. Así que el agua del manto podría ser el origen o uno de los orígenes del agua terrestre.
El agua se estaría formando todavía hoy en día en el interior terrestre e incluso podría suceder lo mismo en otros planetas.
Conforme sabemos más sobre la geología terrestre, más somos conscientes de que un planeta geológicamente muerto será un planeta biológicamente muerto. La tectónica no sólo mantendría el termostato global de tal modo que las condiciones para la vida en la Tierra han venido siendo propicias para la vida desde el punto de vista de la temperatura durante miles de millones de años, sino que, además, habría generado, al menos en parte, el agua necesaria para la propia vida, manteniendo un suministro estable de la misma pese al tiempo trascurrido desde su formación y aunque se hayan producido pérdidas.
Este resultado recuerda que no todos los exoplanetas descubiertos hasta la fecha pueden ser propicios para la vida tal y como la conocemos, pese a estar en la zona de habitabilidad. Una composición de las rocas distinta puede dar lugar a la no formación de agua o, lo que es peor, a unos minerales más rígidos o menos fluidos que impidan la existencia de una tectónica.
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