Cuantificación experimental del contenido de hidrógeno en el núcleo de la Tierra

Agua oculta en lo profundo de nuestro planeta

La mayor parte del agua de la Tierra es evidente: llena nuestros océanos, ríos y nubes. Pero durante décadas, los científicos han sospechado que un enorme y invisible depósito de hidrógeno —el ingrediente clave del agua— podría estar encerrado mucho más abajo, en el núcleo metálico de la Tierra. Este estudio aporta la primera evidencia experimental directa de que el hidrógeno puede incorporarse al núcleo en cantidades importantes, mostrando que nuestro planeta pudo haber llevado gran parte de su agua hacia el interior desde sus orígenes, en lugar de recibirla principalmente de cometas helados más tarde.

¿Por qué buscar agua en el núcleo?

El hidrógeno es el elemento más común del Sistema Solar, sin embargo a la Tierra a menudo se la describe como “seca” en comparación con ciertos meteoritos primitivos. Aunque la superficie está cubierta por océanos, trabajos anteriores sugerían que aún más hidrógeno podría residir en el núcleo, aleado con el hierro. Las estimaciones existentes, no obstante, eran extremadamente inciertas—abarcan un factor de 10.000—porque el hidrógeno es muy difícil de medir bajo las presiones aplastantes y las temperaturas abrasadoras en las que se formó el núcleo terrestre. La mayoría de los estudios previos tuvieron que inferir el contenido de hidrógeno de forma indirecta a partir de pequeños cambios en el tamaño de los cristales, un método que se puede confundir fácilmente por la presencia de otros elementos como el silicio y el oxígeno.

Recreando los inicios ígneos de la Tierra

Para abordar este problema, los autores recrearon las condiciones de la Tierra primitiva comprimiendo y calentando pequeñas muestras en celdas de yunque de diamante. Colocaron hierro puro entre finas capas de roca fundida que contenía agua y luego bombardearon la muestra con láseres potentes, alcanzando presiones de más de un millón de veces la presión atmosférica y temperaturas superiores a 5.000 kelvin. En estas condiciones, el hierro se comporta como un fundido metálico, mientras que la roca circundante forma un océano de magma—un sustituto experimental del entorno de nacimiento del planeta. Durante estos breves pero intensos calentamientos, el hidrógeno, el silicio y el oxígeno migraron desde la roca fundida hacia el metal fundido, exactamente como habrían hecho durante la formación del núcleo hace 4.500 millones de años.

Ver el hidrógeno a escala atómica

Tras enfriar rápidamente las muestras, los investigadores utilizaron una técnica avanzada llamada tomografía por sonda atómica. Moldearon el metal recuperado en puntas en forma de aguja de apenas decenas de nanómetros de ancho y luego evaporaron los átomos de la punta uno por uno, midiendo su masa y posición. Esto les permitió construir mapas tridimensionales de la química de la muestra con resolución casi atómica. Descubrieron que, al enfriarse el metal fundido, el silicio y el oxígeno se agrupaban en cúmulos a escala nanométrica dentro del hierro. Crucialmente, estos cúmulos también contenían grandes cantidades de hidrógeno, formando pequeñas regiones enriquecidas en los tres elementos a la vez. Las firmas químicas mostraron que este hidrógeno no podía explicarse por gas residual en el instrumento: tenía que provenir de la propia muestra experimental.

¿Cuánto hidrógeno cabe en el núcleo?

Dado que el hidrógeno y el silicio se combinaron con oxígeno en cantidades molarmente casi iguales dentro de estos cúmulos, el equipo pudo estimar el hidrógeno en el núcleo utilizando el silicio como proxy. A diferencia del hidrógeno, el contenido de silicio en el núcleo terrestre está relativamente bien acotado por modelos geofísicos y experimentos, situándose entre aproximadamente el 2 y el 10 por ciento en peso. Suponiendo la relación hidrógeno‑a‑silicio aproximadamente uno a uno observada en los experimentos, los autores infieren que el núcleo de la Tierra probablemente contiene entre 0,07 y 0,36 por ciento en peso de hidrógeno. Expresado de forma más intuitiva, eso equivale a unas 9 a 45 veces la cantidad de agua presente actualmente en los océanos de la Tierra.

Qué significa esto para la historia del agua en la Tierra

Estos resultados respaldan la idea de que la Tierra adquirió gran parte de su agua durante las principales etapas de crecimiento planetario, en lugar de depender principalmente de cuerpos helados que llegaron más tarde. Si el núcleo alberga decenas de veces la cantidad de agua de los océanos en forma de hidrógeno, entonces la Tierra en conjunto podría contener cerca del 1 por ciento de agua en peso al contar superficie, manto y núcleo. A lo largo de tiempos geológicos, parte de este hidrógeno profundo, ligado en fases ricas en silicio y oxígeno, podría liberarse de nuevo al manto e incluso influir en la actividad volcánica y el ciclo del agua a largo plazo. Para el público general, la idea clave es simple: nuestro aparentemente familiar planeta azul puede ocultar en su corazón metálico una cantidad de hidrógeno equivalente a un vasto y antiguo océano, lo que redefine nuestra comprensión de dónde vino el agua de la Tierra y cómo circula en el interior profundo.

Cita: Huang, D., Murakami, M., Gerstl, S. et al. Experimental quantification of hydrogen content in the Earth’s core. Nat Commun 17, 1211 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68821-6

Palabras clave: Hidrógeno en el núcleo terrestre, agua en el interior profundo de la Tierra, acreción planetaria, particionamiento metal-silicato, tomografía por sonda atómica