La división del agua en hidrógeno y oxígeno es un tema importante en el desarrollo de abundante fuente de energía. Un nuevo estudio dirigido por un grupo de investigación internacional reveló que cuando el agua se encuentra con el núcleo de hierro de la Tierra, las presiones y temperaturas extremadamente altas que existen en el límite entre el núcleo y el manto pueden hacer que el agua se divida de forma natural en hidrógeno y un dióxido de hierro súper oxidado. Tanto el hidrógeno liberado como el oxígeno retenido en el dióxido tienen muchas implicaciones y consecuencias de gran alcance, incluyendo los comportamientos del límite núcleo-manto como un enorme generador de hidrógeno, la separación de los ciclos de agua e hidrógeno de la Tierra profunda, y la acumulación de parches ricos en oxígeno.

El artículo, publicado en el Revista Nacional de Ciencias , es el resultado de una colaboración internacional entre el Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión (HPSTAR) en China y la Institución Carnegie para la Ciencia en Washington, CORRIENTE CONTINUA, y Departamento de Geociencias, Universidad Stanford. Llevaron a cabo estudios experimentales de alta presión-temperatura y cálculos teóricos sobre la reacción entre el agua y el hierro y probaron los productos de reacción con fuentes de rayos X de sincrotrón en Advanced Photon Source. Laboratorio Nacional Argonne. Observaron una serie de óxidos de hierro de composición intermedia e hidruro de hierro, con el producto final de hidrógeno y el nuevo dióxido de hierro súper oxidado.

Los autores argumentan que, basado en nuestro conocimiento del agua en las losas que se subducen hacia el interior profundo como resultado del movimiento de la tectónica de placas, Se podrían transportar 300 millones de toneladas de agua por año y encontrar hierro en el núcleo. Esto podría generar una gran cantidad de hidrógeno libre en el límite entre el núcleo y el manto, a 2900 kilómetros por debajo de la superficie. Una fuente de hidrógeno tan rica está mucho más allá de nuestro alcance. Pero comprender la geoquímica de los volátiles profundos implicará estudiar el retorno del hidrógeno a la superficie como hidrógeno libre, como hidruros de carbono a través de reacciones con carbono, como hidruros por reacción con nitrógeno, azufre, y halógenos, o como agua después de recombinarse con oxígeno en su ascenso.

Es más, los autores señalan que la acumulación continua de dióxido de hierro súper oxidado en el límite entre el núcleo y el manto a lo largo de la historia de la Tierra puede crear dominios considerables detectables por sondas sísmicas. Dichos dominios pueden permanecer en el límite entre el núcleo y el manto indefinidamente sin perturbaciones. Sin embargo, están fuera de lugar en términos de su química altamente oxidada en el ambiente reducido cerca del núcleo de hierro. En caso de sobrecalentamiento del núcleo, una gran cantidad de oxígeno podría liberarse y salir a la superficie, causando un episodio colosal como el Gran Evento de Oxidación hace 2.4 mil millones de años, que bombea oxígeno a la atmósfera y permite que se desarrolle la vida aeróbica.

"Esta reacción de división del agua recién descubierta en la Tierra media afecta la geoquímica desde la atmósfera hasta el interior profundo, ", dijo el autor principal Ho-kwang Mao." Muchas teorías anteriores necesitan ser reexaminadas ahora ".