Un océano del inicio de la Tierra se esconde cerca del núcleo del planeta

Una capa a 3 mil  kilómetros de profundidad, encima del límite entre el núcleo externo fundido y el manto sólido de la Tierra, puede tener su origen en los primeros días de nuestro planeta.

A diferencia de una esfera perfecta, la capa D" (D doble prima) es sorprendentemente irregular. Su espesor varía mucho de un lugar a otro, y algunas regiones incluso carecen por completo de esta capa, al igual que los continentes se elevan sobre los océanos de la Tierra. Estas variaciones intrigantes han captado la atención de los geofísicos, quienes describen la capa D" como heterogénea, o región no uniforme.

Un nuevo estudio dirigido por el Dr. Qingyang Hu (Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión) y el Dr. Jie Deng (Universidad de Princeton) sugieren que esta capa se formó de acuerdo con la hipótesis del Impacto Gigante, que propone que un objeto del tamaño de Marte se estrelló contra la protoTierra, creando un océano de magma en todo el planeta como consecuencia. Creen que la capa D doble prima puede ser una composición única remanente de este colosal impacto, que potencialmente contiene pistas sobre la formación de la Tierra.

En la investigación, publicada en National Science Review, el Dr. Jie Deng destaca la presencia de una cantidad sustancial de agua dentro de este océano de magma global. El origen exacto de esta agua sigue siendo un tema de debate, y se han propuesto varias teorías, incluida su formación a través de reacciones entre el gas de la nebulosa y el magma, o el suministro directo de los cometas. "La opinión predominante", continúa el Dr. Deng, "sugiere que el agua se habría concentrado hacia el fondo del océano de magma a medida que se enfriaba. En las etapas finales, el magma más cercano al núcleo podría haber contenido volúmenes de agua comparables a los actuales océanos en la superficie terrestre."

Las condiciones extremas de presión y temperatura dentro del fondo del océano de magma habrían creado un entorno químico único, fomentando reacciones inesperadas entre el agua y los minerales. El Dr. Qingyang Hu explica: "Nuestra investigación sugiere que este océano de magma hidratado favoreció la formación de una fase rica en hierro llamada peróxido de hierro y magnesio". Este peróxido, con la fórmula (Fe,Mg)O2, tiene una preferencia aún mayor por el hierro en comparación con otros componentes importantes que se esperan en el manto inferior.

"Según nuestros cálculos, su afinidad con el hierro podría haber provocado la acumulación de peróxido en el que predomina el hierro en capas de varios a decenas de kilómetros de espesor.

La presencia de esta fase de peróxido rica en hierro alteraría la composición mineral de la capa D", desviándose de nuestra comprensión actual. Según el nuevo modelo, los minerales en D" estarían dominados por un nuevo conjunto: el silicato pobre en hierro, peróxido rico en hierro (Fe, Mg) y óxido pobre en hierro (Fe, Mg). Este peróxido con predominio de hierro también posee bajas velocidades sísmicas y alta conductividad eléctrica, lo que lo convierte en un candidato potencial para explicar las características geofísicas únicas de la capa D". Estas características incluyen zonas de velocidad ultrabaja y capas de alta conductancia, y ambas contribuyen a la conocida heterogeneidad compositiva de la capa D".

"Nuestros hallazgos sugieren que el peróxido rico en hierro, formado a partir del agua antigua dentro del océano de magma, ha desempeñado un papel crucial en la configuración de las estructuras heterogéneas de la capa D". dijo Qingyang. La fuerte afinidad de este peróxido por el hierro crea un marcado contraste de densidad entre estos parches ricos en hierro y el manto circundante. Esencialmente, actúa como un aislante, impidiendo que se mezclen y potencialmente explicando la heterogeneidad duradera observada en la base. Jie añadió: "Este modelo se alinea bien con los resultados de modelos numéricos recientes, lo que sugiere que la heterogeneidad del manto inferior puede ser una característica de larga duración".

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