Experimento respalda el hidruro superiónico del núcleo terrestre

Un láser incide sobre una muestra sometida a presión entre pequeños yunques de diamante. En este experimento del Instituto Science Tokyo, los investigadores calentaron hidruro de hierro a más de 2.000 kelvin y lo sometieron a una presión de hasta 110 gigapascales. La difracción de rayos X mostró una curva inusual de expansión térmica. Los investigadores japoneses la interpretaron como la primera prueba experimental de que el hidruro de hierro superiónico puede existir en el núcleo terrestre.

El término superiónico puede sonar contradictorio, pero describe un estado claro de la materia: los átomos de hierro permanecen unidos en un cristal, como en un sólido, mientras los átomos de hidrógeno, más ligeros, fluyen a través de él como lo harían en un líquido. En el núcleo terrestre, este comportamiento sería esperable bajo unas condiciones que en el laboratorio solo pueden reproducirse de forma aproximada: allí reinan más de 300 gigapascales y más de 6.000 kelvin. Ya a 6 gigapascales, el grafito se convierte en diamante.

La pista decisiva estaba en la expansión térmica. La expansión de los cristales de hidruro de hierro aumentó hasta 1.590 kelvin; por encima de esa temperatura cayó bruscamente. La curva se parece a una V invertida y coincide con el patrón que muestran otros materiales al pasar de la fase sólida a la superiónica. Los resultados se publicaron en Nature Geoscience.

En un segundo experimento, los investigadores sometieron los cristales a una tensión eléctrica. El hidrógeno se desplazó efectivamente por el material en dirección de la tensión, aunque más lentamente de lo calculado hasta ahora. Para atravesar todo el núcleo interno de la Tierra, necesitaría más de cien veces el tiempo que lleva existiendo la Tierra. Los investigadores concluyen que el hidrógeno que llegó al núcleo terrestre durante la formación del planeta permanece allí por el momento.

¿Y qué cambia esto en concreto? De este resultado no se deriva ningún método para producir hidrógeno blanco, es decir, hidrógeno natural. Sin embargo, la medición aporta un posible elemento para explicar por qué las ondas sísmicas secundarias —ondas de cizalla en el interior de la Tierra— atraviesan el núcleo más lentamente de lo esperado: el hidrógeno móvil podría ablandar la aleación de hierro y amortiguar las cizalladuras sísmicas.