Un nuevo estudio podría resolver un debate sobre cuándo y cómo llegó el hidrógeno a la Tierra
El núcleo de la Tierra contiene hasta 45 veces más hidrógeno que los océanos, lo que lo convierte en la mayor reserva de hidrógeno del planeta, según sugiere un nuevo estudio
Los investigadores descubrieron que esta enorme cantidad de hidrógeno entró en el núcleo durante su formación hace unos 4.500 millones de años, y no llegó a través de los cometas que impactaron la Tierra una vez formado el núcleo. Este hallazgo podría zanjar el debate sobre cuándo y cómo llegó el hidrógeno a nuestro planeta.
"Que el hidrógeno en la Tierra, incluido el hidrógeno en el núcleo, se liberó durante la formación planetaria es una hipótesis establecida", declaró el autor principal del estudio, Dongyang Huang, profesor adjunto de la Facultad de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Pekín (China) . "Lo que diferencia a la comunidad es cuándo se liberó el hidrógeno durante la formación de la Tierra".
Este debate ha continuado porque el hidrógeno en las profundidades de la Tierra es extremadamente difícil de cuantificar. El hidrógeno es el elemento más pequeño y ligero del universo, por lo que la mayoría de las técnicas no tienen la resolución necesaria para detectarlo adecuadamente en entornos de alta presión y alta temperatura, como el núcleo de la Tierra
Imagen: Análisis APT de una muestra de metal recuperado de la superficie de la nanoestructura rica en Si-O-H. Crédito: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-68821-6
"Pero estimar cuánto hidrógeno está encerrado dentro del núcleo es clave para entender cómo llegó el hidrógeno allí en primer lugar", dijo Huang.
Investigaciones anteriores emplearon una técnica llamada difracción de rayos X para estimar la cantidad de hidrógeno en el núcleo terrestre. Este método cuantifica los minerales y otras sustancias de un material analizando cómo este dispersa los rayos X. Dado que el núcleo terrestre está compuesto casi en su totalidad de hierro, en el laboratorio los científicos añadieron hidrógeno a una muestra de hierro y midieron la expansión de su estructura cristalina para calcular la cantidad de hidrógeno que podría quedar atrapada en su interior.
La desventaja de la difracción de rayos X en este caso es que parte de un par de suposiciones cruciales, afirmó Huang. En primer lugar, supone que los investigadores comprenden con precisión las estructuras cristalinas del hierro y cómo reaccionan en determinadas condiciones. En segundo lugar, supone que el silicio y el oxígeno, ambos presentes en el núcleo, no deforman la estructura cristalina al disolverse en hierro, lo cual, al parecer, sí sucede.
Para el nuevo estudio, Huang y sus colegas emplearon un método alternativo conocido como tomografía de sonda atómica. Esta técnica permite obtener un mapeo composicional tridimensional a escala nanométrica de todos los elementos de la tabla periódica y es ideal para muestras de alta presión.
Los investigadores simularon las condiciones que probablemente existían durante la formación del núcleo terrestre. Para empezar, recubrieron una diminuta muestra de hierro metálico con vidrio de silicato hidratado para modelar el núcleo cubierto de magma. Después, colocaron este objeto dentro de una celda de yunque de diamante, un dispositivo en el que dos cristales de diamante se comprimen para generar una presión extrema similar a la del núcleo terrestre. Para crear condiciones de alta temperatura, los científicos utilizaron láseres que calentaron el objeto a unos 4.830 grados Celsius (8.730 grados Fahrenheit).
Imagen: Un diagrama que muestra la estructura de una celda de yunque de diamante.
Los investigadores utilizaron la tomografía de sonda atómica en este contexto. Descubrieron que el hidrógeno, el oxígeno y el silicio se disuelven simultáneamente en estructuras cristalinas de hierro en condiciones extremas, alterando así los cristales de maneras previamente desconocidas.
De manera crucial, en el experimento cantidades iguales de hidrógeno y silicio ingresaron al "núcleo" desde el "magma", lo que ayudó a los investigadores a estimar que el hidrógeno constituye en peso entre el 0,07% y el 0,36% del núcleo de la Tierra.
Los resultados sugieren que el núcleo terrestre contiene entre nueve y 45 veces más hidrógeno que los océanos del planeta. Si los cometas hubieran traído hidrógeno a la Tierra después de que el núcleo terminara de formarse, este se encontraría principalmente en las capas más superficiales de la Tierra. Sin embargo, el hallazgo de que el núcleo es la mayor reserva de hidrógeno de la Tierra indica que este se distribuyó antes de que se formara completamente, afirmó Huang.
"Esta es la primera vez que se identifica el mecanismo de cómo el hidrógeno entra al núcleo", dijo.
Los hallazgos ha sido publicados el martes 10 de febrero en la revista Nature Communications: Experimental quantification of hydrogen content in the Earth’s core
