En las instalaciones de los Laboratorios Nacionales Sandia, en Albuquerque, Nuevo México, se encuentra la máquina Z, un dispositivo capaz de generar pulsos eléctricos que, por una fracción de milmillonésima de segundo, superan la potencia combinada de todas las plantas eléctricas del mundo. Esta herramienta, diseñada originalmente para probar materiales sin necesidad de detonar armas nucleares, ha sido utilizada por la física de minerales Alisha Clark, de la Universidad de Colorado en Boulder, para estudiar el interior de la Tierra y responder una pregunta fundamental: ¿cómo llegó el agua a nuestro planeta?
La investigación, publicada en la revista Nature, sugiere que el agua podría haber estado presente en el interior terrestre desde su formación, desafiando la teoría predominante de que fue traída posteriormente por cometas y asteroides.
La máquina Z: un laboratorio extremo
La máquina Z es un instrumento único. Su anillo de capacitores ocupa el espacio de dos canchas de baloncesto y, al dispararse, genera una onda de choque que somete a cualquier material en su centro a presiones equivalentes a las del interior de planetas gigantes gaseosos o de explosiones nucleares. A pesar de su potencia, solo alrededor del 10% de los disparos anuales se destinan a investigación fundamental, y cada disparo cuesta aproximadamente 250,000 dólares y requiere meses de preparación y la participación de más de cien personas.
Para Clark, acceder a esta máquina ha sido crucial. Su hipótesis propone que, durante la formación temprana de la Tierra, la roca fundida en el interior del planeta atrapó y retuvo agua, en lugar de perderla al espacio. “La Tierra es una esponja”, declaró a Nature.
El enigma del agua terrestre
Hace unos 4,500 millones de años, la Tierra recién formada era una masa completamente fundida, calentada por elementos radiactivos y colisiones con otros cuerpos planetarios. Según la teoría tradicional, cualquier molécula de agua en el interior se habría evaporado o escapado al espacio, y el agua superficial habría llegado después, cuando la corteza se enfrió, transportada por cometas y asteroides. El agua en el interior actual provendría de placas tectónicas que se hunden en el manto.
Sin embargo, descubrimientos geofísicos y geoquímicos de la última década apuntan a un reservorio de agua mucho mayor en el interior terrestre del que podría explicarse solo por la tectónica de placas. Por ejemplo, en 2014 se analizó un diamante del manto profundo que contenía una impureza mineral con una cantidad sorprendente de agua disuelta en su estructura cristalina.
La idea alternativa es que la Tierra primitiva, en su estado fundido, retuvo parte del agua original acumulada del polvo y gas cósmicos. Si esto fuera cierto, gran parte del agua superficial actual podría haber sido liberada desde el interior caliente a través de volcanes a lo largo del tiempo geológico, y volúmenes aún mayores —océanos enteros— podrían permanecer en el interior.
Experimentos en la máquina Z
Para probar esta hipótesis, Clark utilizó la máquina Z para simular las condiciones del interior terrestre. En sus experimentos, sometió muestras de vidrio infundidas con agua a ondas de choque que recrean brevemente las presiones cercanas al centro de la Tierra. El vidrio actúa como un análogo de la roca silicatada fundida.
Los resultados fueron sorprendentes: cuando el vidrio contenía mucha agua, parecía volverse más rígido, pero a medida que aumentaba la presión, se comprimía con mayor facilidad. “Se vuelve más blando cuanto más se comprime, lo cual no es un comportamiento normal”, explica Clark. Esto sugiere que la roca fundida podría atrapar agua eficazmente bajo las presiones del manto terrestre, lo que permitiría que el planeta retuviera agua incluso durante su fase de océano de magma.
Este hallazgo respalda la idea de que el agua ha estado presente en el interior de la Tierra desde sus inicios, y que los procesos geológicos posteriores la han liberado gradualmente a la superficie.
Implicaciones para la ciencia
La investigación de Clark no solo arroja luz sobre el origen del agua en la Tierra, sino que también tiene implicaciones para la comprensión de la habitabilidad planetaria y la formación de otros mundos. Si el agua puede quedar atrapada en el interior de planetas rocosos durante su formación, esto podría aumentar las posibilidades de que existan reservorios de agua en exoplanetas similares a la Tierra.
Además, el estudio demuestra el valor de la máquina Z como herramienta para la ciencia fundamental, a pesar de su origen militar. La capacidad de simular condiciones extremas en el laboratorio permite a los científicos explorar procesos que de otra manera serían inaccesibles.
La próxima vez que se dispare la máquina Z, podría ser para desentrañar más misterios sobre nuestro planeta y el universo. La búsqueda de respuestas continúa, y cada disparo nos acerca un poco más a comprender nuestros orígenes.
