Un estudio estima una concentración de entre el 0,07% y el 0,36% en peso, lo que obligaría a repensar cuánto agua llegó del espacio y cuánta pudo gestarse desde el interior
Un experimento de laboratorio publicado el 10 de febrero en Nature Communications sugiere que el núcleo de la Tierra podría albergar una reserva muy superior a la que se suponía de hidrógeno, el ingrediente esencial del agua. Los autores estiman que esa fracción oscilaría entre el 0,07% y el 0,36% en peso y que, expresada en términos comparables, equivaldría a entre nueve y 45 veces el hidrógeno contenido hoy en todos los océanos. La cifra no implica que exista esa cantidad de agua líquida bajo nuestros pies, pero sí reabre el debate sobre el balance de agua del planeta y su origen.
El trabajo lo firma un equipo encabezado por el geocientífico Dongyang Huang, con afiliación en la Universidad de Pekín y la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, y se apoya en una combinación poco habitual de técnicas para sortear el principal obstáculo de este campo, medir hidrógeno con fiabilidad en materiales sometidos a condiciones extremas. Los investigadores simularon en laboratorio presiones y temperaturas propias de la formación del núcleo mediante celdas de yunque de diamante calentadas con láser y, una vez “congelados” los productos de esos ensayos, reconstruyeron su composición a escala atómica con tomografía por sonda atómica. En esas muestras detectaron hidrógeno asociado a nanostructuras ricas en silicio y oxígeno dentro de aleaciones de hierro que actúan como análogos del metal que se separó del manto primitivo.
El salto conceptual del estudio está en la forma de convertir esa observación microscópica en un número global. Los autores encuentran una proporción cercana a la unidad entre silicio e hidrógeno en esas nanostructuras y utilizan el silicio como “regla” para inferir el hidrógeno, dado que el contenido de silicio del núcleo está más acotado que el de hidrógeno. Con ese puente, proponen el rango de 0,07% a 0,36% en peso. En el propio resumen del artículo subrayan la consecuencia más provocadora, que una cantidad así exigiría que la Tierra incorporase la mayor parte de su hidrógeno (y por extensión de su capacidad de formar agua) durante las fases principales de la acreción, no como una aportación tardía dominada por cometas.
Esta hipótesis choca con un relato muy asentado en divulgación, la idea de que el agua llegó “después”, en una etapa de bombardeo de cuerpos ricos en volátiles. El problema es que la realidad científica lleva décadas siendo más matizada y, sobre todo, sostenida por huellas químicas e isotópicas. Una de las pistas más utilizadas es la relación entre deuterio (una versión más pesada del hidrógeno) e hidrógeno en el agua, una firma que permite comparar reservorios del sistema solar. Mediciones de la misión Rosetta, por ejemplo, encontraron en el cometa 67P una proporción de deuterio significativamente más alta que la de los océanos terrestres (más de tres veces), un resultado que alimentó la idea de que al menos parte del agua no encaja con un origen cometario dominante.
En paralelo, varios trabajos y revisiones han apuntado a meteoritos primitivos como candidatos más compatibles con esa firma isotópica, en particular condritas carbonáceas, cuyo promedio se aproxima al valor oceánico en numerosos estudios. Esa línea no excluye aportes de cometas, pero ha tendido a rebajar su papel como fuente principal en muchos escenarios.
El estudio recién publicado se sitúa en otra pieza del puzle, la posibilidad de que el hidrógeno estuviera disponible desde muy pronto y que una parte quedara secuestrada en el metal que formó el núcleo. Esa lectura, además, conversa con resultados de cosmquímica que han defendido que materiales del entorno interno del sistema solar, como las condritas de enstatita, contienen hidrógeno suficiente para explicar varios “océanos” de agua potencial sin necesidad de un reparto tardío masivo. En esa visión, el reparto entre núcleo, manto y superficie sería tan relevante como la procedencia externa o interna del hidrógeno.
Los propios autores, sin embargo, ponen el freno donde toca. La estimación depende de supuestos sobre cuánto silicio hay en el núcleo y de limitaciones instrumentales que son especialmente delicadas cuando se trata del elemento más pequeño y ubicuo. El artículo detalla incertidumbres ligadas a la cuantificación con tomografía por sonda atómica (incluida la contribución de hidrógeno residual en la cámara de medida) y advierte de que el rango debe interpretarse con cautela, también porque el cálculo presupone que durante la acreción hubo hidrógeno suficiente para sostener la relación inferida entre silicio e hidrógeno.
Más allá del origen del agua, el trabajo vuelve a colocar un tema clásico en el centro del debate sobre el interior terrestre, la lista de “elementos ligeros” que explican por qué la densidad del núcleo no encaja con la de un bloque de hierro puro. El hidrógeno ha sido durante décadas un candidato, pero siempre con una sombra metodológica por la dificultad de medirlo de forma directa. Si la cuantificación propuesta se consolida, la implicación sería doble, el núcleo como mayor almacén de hidrógeno del planeta y una historia de volátiles más temprana de lo que sugiere la narrativa del bombardeo tardío como explicación casi total.
La pregunta que queda abierta es tan simple de formular como difícil de resolver, qué parte de ese hidrógeno, si existe en esas cantidades, pudo influir en el agua accesible de la Tierra a lo largo de su historia. Responder exige conectar experimentos de alta presión, modelos de formación planetaria, señales isotópicas y lo que revela la geofísica sobre un interior al que no podemos acceder. Por ahora, el estudio añade una pieza con números concretos a una discusión que, por definición, se juega en la frontera entre lo medible y lo inferido.
El estudio ha sido publicado en Nature Communications.
