Del núcleo de la Tierra se filtra hidrógeno ancestral desde hace miles de millones de años.

El núcleo metálico de la Tierra quizá ha estado cediendo hidrógeno al manto circundante durante miles de millones de años. Nuevos cálculos mostraron que la composición inusual de las rocas volcánicas es difícil de explicar solo por el enfriamiento de un planeta joven. La hipótesis de intercambio de materia entre el núcleo y el manto concuerda mejor con las observaciones, aunque aún no hay evidencia directa de fuga.

Los científicos encontraron la pista en la proporción de dos variedades de hidrógeno. Un átomo ordinario tiene un protón en el núcleo, mientras que el deuterio, más pesado, tiene además un neutrón. En algunos basaltos de la Isla de Baffin y de Islandia la proporción de deuterio es notablemente menor de lo esperado. Estas rocas ascienden desde la profundidad junto con penachos mantélicos, por eso su composición química permite asomarse a procesos que ocurren lejos de la superficie.

Hasta ahora la baja proporción de deuterio se ha explicado con dos escenarios principales. O bien la composición isotópica inusual se formó hace unos 4.500 millones de años, cuando el océano global de roca fundida se fue solidificando y se convirtió en el manto, o bien el hidrógeno más ligero llegó más tarde desde el núcleo metálico.

Para probar la primera hipótesis, los investigadores modelaron el comportamiento del hidrógeno ordinario y el deuterio bajo las enormes presiones y temperaturas de la Tierra primitiva. Los cálculos abarcaron el intercambio de hidrógeno entre la roca fundida y los minerales que se formaron al enfriarse el océano magmático. Para los complejos cómputos, los científicos aceleraron la simulación mediante aprendizaje automático.

Resultó que durante la cristalización las dos variedades de hidrógeno se separaban demasiado poco. El manto joven habría recibido una relación bastante homogénea de deuterio e hidrógeno ordinario. El simple solidificarse del océano magmático no es suficiente para producir rocas tan pobres en deuterio como las que hoy se encuentran en zonas de volcanismo profundo.

Los autores consideran más probable otro escenario. Durante la formación del planeta, parte del hidrógeno ligero pudo introducirse en el núcleo metálico y luego pasar gradualmente a través de la interfaz núcleo-manto. Con el tiempo, flujos mantélicos podrían haber llevado rastros químicos de esa sustancia a la superficie tras miles de millones de años.

Hay también una pista adicional. Algunas de esas mismas rocas volcánicas contienen una cantidad inusualmente alta de helio-3 en relación con el helio-4. El helio-3 se considera una sustancia primordial conservada desde la formación del planeta, por lo que la combinación de las dos anomalías isotópicas hace más verosímil un origen desde las profundidades de la Tierra.

Sin embargo, la modelización no muestra cómo exactamente el hidrógeno atraviesa la interfaz entre núcleo y manto ni cuánta materia ha podido transferirse a lo largo de la historia del planeta. El trabajo, ante todo, descarta una de las explicaciones alternativas más sólidas. Si investigaciones posteriores confirman el transporte de hidrógeno desde el núcleo, será necesario considerar que las capas más profundas de la Tierra no estuvieron completamente aisladas entre sí: el intercambio de materia entre ellas pudo continuar durante gran parte de los últimos 4.500 millones de años.