MADRID, 17 Jun. (EUROPA PRESS) -
Los gases nobles tienen su apodo colectivo por su tendencia hacia el esnobismo, ya que los seis elementos de la familia, en la que están el helio y el neón, normalmente no se enlazan con otros elementos y no se disuelven en minerales de la forma en la que lo hacen otros gases. Pero ahora, geoquímicos de la Universidad de Brown, en Providence, Estados Unidos, han encontrado una estructura mineral con la que los nobles se dignan a confraternizar.
Los investigadores dirigidos por Colin Jackson, un estudiante graduado en ciencias geológicas, han descubierto que los gases nobles son altamente solubles en anfíbol, un mineral que se encuentra comúnmente en la corteza oceánica. "Detectamos muy alta solubilidad --dijo Stephen Parman, profesor asistente de Ciencias Geológicas en la Universidad Brown--. Fue de tres o cuatro órdenes de magnitud más alta que en cualquier otro mineral que se había medido".
Los hallazgos, publicados en la revista 'Nature Geoscience', son un paso hacia la respuesta a preguntas desconcertantes sobre cómo los gases nobles tienen su ciclo entre la atmósfera y las profundidades de la Tierra. Los gases en el aire que respiramos están en una cinta transportadora de tipo geológico, pedalearon desde el manto de la Tierra a la atmósfera y viceversa.
El dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases se liberan a la atmósfera y los océanos desde el magma fundido durante las erupciones volcánicas, y luego regresan a las profundidades a través de la subducción, cuando una placa tectónica se desliza por debajo de otra. La corteza subducida se inyecta profundamente en el manto, tomando agua y otros compuestos volátiles que pueden llevar durante el paseo.
Los gases nobles también se liberan durante la actividad volcánica, pero la cantidad de esos gases devueltos al manto por subducción se pensó durante mucho tiempo que era mínima. Después de todo, si los gases nobles no se disuelven en minerales, carecerían de un vehículo para hacer el viaje. Investigaciones recientes, sin embargo, han sugerido que algunos gases nobles están efectivamente reciclados, dejando a los científicos perdidos en su búsqueda del mecanismo para ello.
Al mostrar definitivamente que los gases nobles son solubles en anfíbol, Jackson y sus colegas han demostrado que los gases nobles podían ser transportados en subducción de placas. La clave para que los anfíboles disuelvan gases nobles, dicen los investigadores, es la estructura de la red. Minerales de silicato anfíbol y otros se componen de estructuras tetraédricas y octaédricas unidas entre sí de una manera que crea una serie de anillos, llamados sitios A, que son los que proporcionan un hogar para los gases nobles de modo meticuloso.
Jackson realizó una serie de experimentos para ver si el número de anillos vacíos en diferentes tipos de anfíboles se correlaciona con su capacidad para disolver gases nobles, para lo que colocó gemas anfíboles cortadas en un tubo con helio o neón a alta presión y temperatura y usó un espectrómetro de masas para ver cuánto gas se había disuelto en cada gema en la duración de cada prueba. Los experimentos mostraron que la solubilidad de los gases nobles fue más alta en tipos de anfíboles con las estructuras de anillo más desocupadas.
"Esto nos está señalando un sitio específico en el que creemos que están los gases nobles. Podría ser la primera vez que alguien ha hecho una identificación positiva de que los gases nobles están entrando en un mineral", resalta. También es importante destacar que, según los investigadores, el anfíbol no es el único mineral cortical con estas estructuras de anillo, que en realidad son bastante comunes en minerales de la corteza y podrían proporcionar una amplia variedad de vehículos potenciales que podrían tener los gases nobles de vuelta a las profundidades a través de subducción.
La comprensión de cómo los gases nobles hacen un ciclo entre la superficie terrestre y el interior podría arrojar nueva luz sobre cómo se reciclan otros volátiles, adelantan los autores del hallazgo. Los científicos están particularmente interesados en el seguimiento de los ciclos de agua y carbono, ya que la primera es vital para la vida y el segundo tiene un importante impacto en el clima.
UNA HUELLA DIGITAL DE ALTA FIDELIDAD
Los investigadores tratan de seguir el ciclo mirando las proporciones de isótopos, que pueden proporcionar una huella digital para identificar dónde se originaron los elementos. Butarbon y el hidrógeno en el agua tienen sólo unos isótopos que los científicos pueden utilizar, y en el caso del hidrógeno, las proporciones de isótopos son fácilmente alteradas por todo tipo de procesos naturales.
Los gases nobles, en cambio, tienen un montón de isótopos, dando a los científicos formas de rastrear con gran especificidad. Así que, si los gases nobles realizan ciclos en los mismos minerales que el ciclo de otros volátiles como el agua y el carbono, se podría utilizar como un marcador para un seguimiento de esos otros volátiles. "Es huella de muy alta fidelidad porque tiene muchos isótopos para jugar", afirmó Jackson.
De todas formas, todavía queda trabajo por hacer antes de que los gases nobles se puedan utilizar como tal huella digital, pero este trabajo proporciona un primer paso: muestra que algunos tipos de minerales podrían ser responsables del reciclaje de los gases nobles.
