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| La Tierra tiene una reserva secreta de agua en forma de cristales superhidratados. Crédito: Google Whisk/La Vida - Ciencias |
Si alguna vez te has preguntado cómo viaja el agua hacia las profundidades de la Tierra, un mineral tan común como el talco acaba de añadir un giro inesperado a la historia. Este material, presente en la corteza oceánica, mostró en laboratorio que puede transformarse en una fase superhidratada capaz de retener alrededor del 31% de agua en peso, algo que nadie había visto antes en estas condiciones.
Lo sorprendente es cuándo y dónde ocurre esta transformación: aparece entre los 90 y 95 kilómetros de profundidad en zonas de subducción frías y se mantiene estable hasta unos 125 kilómetros. El hallazgo llega de un equipo internacional con laboratorios en Corea del Sur, Alemania y Estados Unidos, y abre una puerta nueva a la forma en que el agua penetra en el interior del planeta.
En soluciones salinas y ligeramente básicas, el talco absorbió más agua de lo habitual y aumentó su tamaño cerca de un 60%, atrapando moléculas entre sus láminas. Ese cambio elevó su contenido hídrico hasta el citado 31%, según lideró la investigadora Yoonah Bang, PhD, de la Universidad de Yonsei, cuyo trabajo se centra en reacciones minerales a alta presión. El estudio, publicado en Nature Communications, muestra cómo estas condiciones extremas modifican el comportamiento de un mineral aparentemente simple.
Para entender mejor el proceso, conviene recordar qué representa un ångström: una diezmilésima de micra, una escala perfecta para describir la distancia entre capas atómicas. La llamada fase de 15 Å (ångström) del talco se formó entre los 90 y 125 kilómetros de profundidad, mientras que la fase clásica de 10 Å apareció más abajo, alrededor de los 165 kilómetros, y permaneció estable hasta unos 180.
Bang resume la importancia del cambio así: “Nuestro trabajo demuestra transformaciones minerales bajo condiciones más realistas de subducción, lo que obliga a reevaluar la geoquímica, la sismicidad y el transporte de agua hacia el interior profundo”.
La clave está en la estructura interna. El espacio interlaminar del talco se llenó de moléculas de agua unidas a grupos hidroxilo. En la fase de 10 Å apareció una sola capa de agua; en la fase de 15 Å, tres capas completas. Experimentos previos sugerían que el talco solo podía llegar a los 10 Å a presiones de 5 a 7 gigapascales y a temperaturas de hasta 650 °C, pero esta vez la fase de 15 Å surgió en condiciones mucho más suaves, siempre que el fluido fuera alcalino y salino. Ni el agua pura ni la sal por sí sola provocaron ese cambio.
Para observar todo esto, los investigadores utilizaron una celda de yunque de diamante, capaz de comprimir minúsculas muestras a presiones extremas, y un sincrotrón para detectar con precisión cada alteración cristalina. Los rayos X revelaron la expansión estructural justo en el rango de presión correspondiente a unos 95 kilómetros de profundidad y alrededor de 350 °C.
La cantidad de agua almacenada en la fase de 15 Å es notable: cerca de ocho veces más que en el talco habitual. Cuando esa estructura se encoge a los 10 Å más abajo, libera aproximadamente dos tercios del agua atrapada. Ese proceso podría redistribuir agua en zonas más profundas de lo que se pensaba, afectando la formación de magma y la debilidad de las fallas, dos factores esenciales para entender el tipo de terremotos que registramos.
La USGS ya señalaba que el agua liberada desde la placa en subducción alimenta el magma que forma los arcos volcánicos. Este nuevo comportamiento del talco podría desplazar la profundidad a la que ese magma comienza a generarse. En un ejemplo de una placa fría, el equipo situó un punto típico de liberación de agua cerca de los 157 kilómetros, coherente con su límite experimental para la fase de 10 Å, lo que sugiere que esta transición mineral podría influir en la posición de los arcos volcánicos.
Los registros sísmicos también encajan. En esa región, la frecuencia de terremotos disminuye entre los 75 y 125 kilómetros y luego aumenta entre los 150 y 200, coincidiendo con la formación de la fase de 15 Å y su posterior deshidratación. Los autores creen que esta correlación merece más estudios, pero reconocen que es un patrón difícil de ignorar.
El trabajo invita a los geólogos de campo a buscar rocas metamórficas antiguas con firmas de la fase de 15 Å y su característica expansión tipo esmectita. Y también abre la puerta a que los geofísicos rastreen señales eléctricas o sísmicas que delaten grandes reservas de agua atrapadas a esas profundidades.
Todo apunta a que los modelos futuros deberán incorporar no solo presión y temperatura, sino también la química de los fluidos. Con el entorno adecuado, el talco podría ser un actor mucho más relevante en el ciclo profundo del agua de lo que creíamos.
Fuentes, créditos y referencias:
Bang, Y., Kim, J., Choi, J. et al. Formation of the 15 Å phase as the most expanded hydrated mineral in cold subduction zone. Nat Commun 16, 2279 (2025). doi.org/10.1038/s41467-025-56672-6
