¿De dónde salió el carbono de la Tierra, el elemento que forma la base de toda la vida que conocemos? Un nuevo estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) sugiere una respuesta sorprendente: buena parte del carbono guardado en el núcleo de la Tierra habría llegado desde los confines del sistema solar, a bordo de meteoritos, en las etapas finales de la formación del planeta.
La investigación, encabezada por Yves Moussallam, del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, y con la participación del cosmoquímico Damanveer Grewal, de la Universidad de Yale, ofrece lo que sus autores describen como la primera estimación basada en observaciones de la composición isotópica del carbono del núcleo terrestre.
El reto: estudiar algo que está a 2,900 kilómetros
El núcleo de la Tierra comienza a unos 2,900 kilómetros bajo nuestros pies. Nadie puede perforar hasta ahí ni tomar una muestra directa. Por eso, durante mucho tiempo se pensó que observar el “carbono del núcleo” y analizar su composición era simplemente imposible. Y no es un detalle menor: de acuerdo con el portal científico DongA Science, se estima que alrededor del 80% del carbono de la Tierra está almacenado en el núcleo, de modo que conocer su origen ayuda a reconstruir cómo llegó este elemento a nuestro planeta.
El equipo encontró una vía indirecta en Hawái. Las islas hawaianas se formaron sobre una pluma del manto: una columna de roca caliente que asciende lentamente desde la frontera entre el núcleo y el manto. Cuando ese material se acerca a la superficie, se funde, forma magma y termina en erupciones volcánicas.
Mensajes en una botella volcánica
La clave estuvo en las llamadas inclusiones fundidas: diminutas gotas de magma que quedan atrapadas dentro de cristales de olivino mientras la roca se enfría. Cada una funciona, según la Universidad de Yale, como un “mensaje en una botella”: una fotografía congelada de cómo era el magma cuando aún estaba en las profundidades.
Los investigadores analizaron inclusiones de erupciones históricas de Hawái, entre ellas las erupciones de Keanakākoʻi, ocurridas entre 1500 y 1840, y la del Kīlauea Iki en 1959. También compararon lavas del volcán Kīlauea, que se alimenta del centro de la pluma, con lavas de la isla de Oʻahu, producidas en una etapa en la que se funde sobre todo material de los bordes de la pluma.
Lo que midieron fue la proporción entre dos versiones (isótopos) del carbono: el carbono-12, el más común, y el carbono-13, un poco más pesado porque tiene un neutrón extra. En las inclusiones del Kīlauea encontraron una firma isotópica de alrededor de −0.1 por mil, más “pesada” que la de las lavas de Oʻahu, de −0.7 por mil, y que la del manto ordinario.
“Interpretamos esto como carbono que se está filtrando desde el núcleo”, explicó Grewal.
La pista apunta a meteoritos del sistema solar exterior
Con esa firma en mano, el equipo buscó un posible origen. El carbono del núcleo resultó demasiado pesado para provenir del material rocoso y pobre en carbono del sistema solar interior, que formó la mayor parte de la Tierra. En cambio, coincidía con las condritas carbonáceas: meteoritos ricos en carbono procedentes del sistema solar exterior, que además contienen compuestos orgánicos y agua.
Grewal señaló que solo hubo una ventana de oportunidad para que ese material quedara atrapado de forma permanente en el núcleo: la fase final del ensamblaje principal de la Tierra. Si el carbono hubiera llegado antes, buena parte se habría perdido en el espacio durante los choques posteriores; si hubiera llegado después, el núcleo ya habría estado “cerrado”.
Los autores sostienen que el hallazgo ayuda a resolver un viejo debate sobre el origen del carbono terrestre y que podría tener implicaciones para entender el papel del carbono del núcleo durante episodios de vulcanismo intenso.
Por qué importa para América Latina
Aunque el estudio se hizo en Hawái, su relevancia es planetaria. Entender de dónde vino el carbono es entender de dónde vienen los ingredientes de la vida, y también cómo se mueve ese elemento entre el interior de la Tierra y la atmósfera, algo clave para estudiar el clima a escalas de tiempo geológicas.
Para América Latina, una región atravesada por el Cinturón de Fuego del Pacífico, con volcanes activos como el Popocatépetl en México, el Fuego en Guatemala o el Villarrica en Chile, el trabajo muestra el enorme valor científico que guardan las rocas volcánicas. Técnicas como el análisis de inclusiones fundidas se usan también para entender qué alimenta a un volcán y cómo evoluciona su magma, información útil para la vigilancia volcánica.
La región además tiene una relación especial con los meteoritos: en Chihuahua cayó en 1969 el meteorito de Allende, una de las condritas carbonáceas más estudiadas del mundo. Que el carbono del núcleo terrestre coincida con ese tipo de rocas espaciales es un recordatorio de que, literalmente, parte de lo que somos llegó del espacio exterior.
Como toda conclusión científica nueva, el resultado tendrá que confirmarse con más muestras y otros puntos calientes del planeta. Pero abre una ventana inédita para “ver” el núcleo de la Tierra sin tocarlo.
Fuente: Yale News — Earth’s ‘core carbon’ may have come from the far reaches of the solar system (estudio en PNAS, DOI: 10.1073/pnas.2610912123). Cobertura adicional: DongA Science.
