Cómo el manto terrestre envía agua hacia la superficie | Ciencias

Los océanos de la Tierra vistos desde el espacio exterior

Los océanos de la Tierra han subido y bajado durante milenios. Pero, en promedio, se han mantenido relativamente estables durante miles de millones de años. El equilibrio del ciclo de aguas profundas, el intercambio de agua entre la superficie de la Tierra y su interior, tiene un papel importante que desempeñar en el mantenimiento de esa estabilidad.
Espacio patrimonial / Imágenes patrimoniales / Getty Images

Oculto dentro de la Tierra, dentro de los primeros cientos de kilómetros por debajo de la corteza, hay otro océano. Es, muy probablemente, el océano más grande del mundo. Esta agua no está chapoteando en una gran piscina. Ningún pez sondea sus profundidades. De hecho, este océano es solo agua en el sentido más amplio: dividido en sus átomos compuestos de hidrógeno y oxígeno y unido químicamente a la roca circundante, este océano está almacenado. O, la mayor parte lo es.

Denis Andrault y Nathalie Bolfan-Casanova, geocientíficos de la Universidad de Clermont Auvergne en Francia, han desarrollado un nuevo modelo que muestra más de esta agua está en tránsito de lo que se pensaba anteriormente. Cuando la roca sólida en el manto, la capa del planeta entre la corteza y el núcleo, se satura con agua químicamente disociada, puede transformarse en una suspensión rica en agua. Cuando lo hace, se filtra hacia la corteza. Los investigadores llaman a este manto lluvia.

Así como el ciclo del agua entre la atmósfera, los glaciares, los lagos, los ríos, los acuíferos y el océano afecta el nivel del mar, la abundancia de lluvia y la frecuencia de la sequía, el intercambio de agua entre el manto y la superficie también dicta la habitabilidad de la Tierra. Los científicos ya saben que el agua puede ser arrastrada hacia el manto al subducir las placas tectónicas y traerla de vuelta a la superficie mediante erupciones volcánicas, fumarolas hidrotermales y la creación de nueva corteza en los centros de expansión oceánica. Si este ciclo de aguas profundas entre el manto y la superficie está en equilibrio, el nivel del mar de la Tierra permanece estable. Si no, nuestro planeta podría existir como cualquier cosa, desde un océano global singular hasta un mundo disecado.

La habitabilidad de la Tierra se ha beneficiado enormemente del hecho de que los niveles del mar de la Tierra se han mantenido relativamente estable durante miles de millones de años. Sin embargo, según estudios previos del manto, podría haber sido muy diferente. Las estimaciones basadas en la mecánica previamente entendida del ciclo de aguas profundas sugieren que casi el doble de agua se transporta al manto de la que se libera a la superficie.

“Hay una capa a unos 410 kilómetros por debajo de la superficie que puede contener mucha agua”, dice Andrault. El entendimiento predominante dice que el agua debe permanecer allí para siempre, dice. Si ese fuera el caso, el agua superficial de la Tierra habría disminuido lentamente, encerrada en el manto.

Pero ahí es donde entra la lluvia del manto.

En su estudio, Andrault y Bolfan-Casanova muestran que la lluvia del manto podría ser suficiente para mantener en equilibrio el ciclo de las aguas profundas.

Para descubrir la lluvia del manto, los investigadores observaron lo que sucede cuando una losa de roca en subducción y agua unida a la roca se hunde más profundamente en el manto. Descubrieron que a medida que desciende, las temperaturas y presiones crecientes hacen que las rocas se derritan, liberando el agua.

“El derretimiento es como una suspensión”, dice Andrault. “Imagine una mezcla blanda de granos de arena pegados entre sí con barro en el medio: el barro es la lluvia del manto”.

A medida que se derriten más rocas y se libera más agua de la roca, este derretimiento eventualmente se vuelve lo suficientemente liviano como para comenzar a ascender. Mientras lo hace, el agua se une a los minerales en el manto superior y reduce sus puntos de fusión, provocando una mayor fusión que libera más agua, y el ciclo continúa.

El modelo de lluvia del manto de Andrault y Bolfan-Casanova, dice Yoshinori Miyazaki, científico planetario y terrestre del Instituto de Tecnología de California que no participó en el estudio, «muestra que podría haber otra forma de transportar agua hacia la superficie además de la convección a escala global del manto mismo”.

“Por lo general, al agua no le gusta estar en la fase de roca”, dice Miyazaki. «Felizmente escapará a la fase de fusión y se filtrará hacia arriba». Andrault dice que se necesita más trabajo para comprender hasta qué punto el agua se escapa de esta manera.

El modelo de lluvia del manto también sugiere que actualmente hay una masa oceánica en el manto superior. «Junto con el océano en la superficie», dice Andrault, «esto asegura que siempre habrá agua en la superficie de la Tierra».

“Todavía tenemos mucho que aprender sobre el ciclo de aguas profundas”, dice Miyazaki. “Pero un hecho cierto es que ha funcionado de manera sorprendente para mantener el nivel medio del mar de la Tierra relativamente constante durante los últimos 500 millones de años, y probablemente más, para mantener un entorno habitable para que continúe la vida”.

Este artículo es de Hakai Magazine, una publicación en línea sobre ciencia y sociedad en ecosistemas costeros. Lea más historias como esta en hakaimagazine.com.

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