El nitrógeno constituye aproximadamente el 78% del aire que respiramos. Pero los científicos nunca han entendido completamente cómo llegó a estar presente en las atmósferas alrededor de la Tierra y otros planetas.

Junto con el carbono, hidrógeno y azufre, otros elementos esenciales para la vida, el nitrógeno es un elemento volátil, lo que significa que sus moléculas se convierten de líquido a gas a baja temperatura. Y debido a las temperaturas extremadamente altas que existían cuando se formaron los planetas, el pensamiento va el nitrógeno y sus compañeros volátiles deberían haberse perdido durante ese proceso.

Una nueva investigación realizada por científicos de UCLA puede ayudar a resolver la cuestión de si nuestra atmósfera fue formada por gases emitidos naturalmente por el interior de la Tierra, a través de eventos como erupciones volcánicas, por ejemplo, o se agregó más tarde, quizás debido a que los cometas chocaron contra la Tierra poco después de su formación.

El estudio, por Edward Young, un profesor de tierra, planetario, y ciencias espaciales, y Jabrane Labidi, un becario postdoctoral de UCLA, fue publicado en la revista Naturaleza . Su trabajo proporciona un fuerte argumento para el segundo escenario.

"Si se añadió nitrógeno después de que la Tierra se construyó en su mayor parte, entonces el nitrógeno en las profundidades de la Tierra tendría que haber comenzado en la atmósfera, ser arrastrado por procesos geológicos y geoquímicos como la erosión de la roca, "Dijo Young.

Responder preguntas sobre cómo funciona nuestro planeta y sobre las fuentes de los elementos que sustentan la vida les da a los científicos una mejor comprensión de cuán comunes pueden ser las circunstancias que crean planetas habitables.

Para recopilar una amplia muestra de gases volcánicos, los dos científicos de UCLA colaboraron con geoquímicos en Canadá, Francia, Islandia e Italia, además de científicos del Instituto Oceanográfico Woods Hole en Massachusetts y la Universidad de Nuevo México. El equipo comparó la composición de las moléculas de nitrógeno de las profundidades de la Tierra con nitrógeno sin ninguna contaminación del aire de las muestras trituradas del suelo oceánico.

"Descubrimos que una gran cantidad de nitrógeno que sale de los sistemas volcánicos como moléculas de nitrógeno en realidad está compuesto de moléculas de nitrógeno del aire, "dijo Labidi, el primer autor del artículo. "Básicamente, el aire está contaminando los gases volcánicos ".

El estudio se basó en un método para analizar el nitrógeno que Young y sus colegas desarrollaron en UCLA en 2017. La técnica les permitió "eliminar" matemáticamente el aire contaminante de los gases y determinar la verdadera composición gaseosa del nitrógeno en las profundidades del manto de la Tierra. Eso los llevó a concluir que el nitrógeno en el manto probablemente ha estado allí desde el comienzo de nuestro planeta.

Antes del estudio, los científicos no habían podido distinguir la cantidad de nitrógeno del aire en las emisiones volcánicas frente a la cantidad de nitrógeno proveniente del manto de la Tierra.

El enfoque también podría eventualmente usarse como una forma de monitorear la actividad de los volcanes. Debido a que la composición de los gases que brotan de los centros volcánicos cambia antes de las erupciones, El análisis de la mezcla de nitrógeno del manto y del aire podría algún día ayudar a determinar de antemano cuándo está a punto de ocurrir una erupción.

"Comprender los fundamentos de nuestro origen mundial es mi principal impulsor, ", Dijo Labidi." Uno de nuestros objetivos ahora será comprender mejor cuánto nitrógeno sube a través de los volcanes o si el nitrógeno se envía más abajo en la tierra. Esto finalmente reducirá el origen de nuestra atmósfera ".