El agua de la Tierra : su origen

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El agua de la Tierra puede haberse originado tanto de material asteroidal como de gas sobrante de la formación del Sol, según una nueva investigación. El nuevo hallazgo podría dar a los científicos información importante sobre el desarrollo de otros planetas y su potencial para sustentar la vida.

 

En un nuevo estudio aparecido en Journal of Geophysical Research: Planets, publicación de American Geophysical Union, los investigadores proponen una nueva teoría para abordar el misterio  de dónde vino el agua de la Tierra y cómo llegó hasta aquí. El nuevo estudio desafía las ideas ampliamente aceptadas sobre el hidrógeno en el agua de la Tierra al sugerir que el elemento proviene parcialmente de las nubes de polvo y gas que quedan después de la formación del Sol, llamada nebulosa solar.

Para identificar las fuentes de agua en la Tierra, los científicos han buscado las de hidrógeno en lugar de oxígeno, porque este último componente del agua es mucho más abundante en el sistema solar.

Muchos científicos han apoyado históricamente la teoría de que toda el agua de la Tierra proviene de asteroides debido a las similitudes entre el agua del océano y el agua que se encuentra en los asteroides. La proporción de deuterio, un isótopo de hidrógeno más pesado, a hidrógeno normal sirve como una firma química única de las fuentes de agua. En el caso de los océanos de la Tierra, la proporción de deuterio a hidrógeno es cercana a la que se encuentra en los asteroides.

«Es un punto ciego en la comunidad», dijo Steven Desch, profesor de astrofísica de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, Arizona y coautor del nuevo estudio, dirigido por Peter Buseck, profesor de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio y de la Escuela de Ciencias Moleculares de la Universidad Estatal de Arizona. «Cuando la gente mide la proporción de[deuterio a hidrógeno] en el agua del océano y ven que está bastante cerca de lo que vemos en los asteroides, es fácil creer que todo vino de los asteroides.»

Investigaciones más recientes sugieren que el hidrógeno en los océanos de la Tierra no representa el hidrógeno en todo el planeta, dijeron los autores del estudio. Las muestras de hidrógeno de las profundidades de la Tierra, cerca de la frontera entre el núcleo y el manto, tienen notablemente menos deuterio, lo que indica que este hidrógeno puede no provenir de asteroides. Los gases nobles helio y neón, con firmas isotópicas heredadas de la nebulosa solar, también se han encontrado en el manto de la Tierra.

En el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron un nuevo modelo teórico de la formación de la Tierra para explicar estas diferencias entre el hidrógeno en los océanos de la Tierra y en el límite entre el núcleo y el manto, así como la presencia de gases nobles en las profundidades del planeta.


  1. Jun Wu, Steven J. Desch, Laura Schaefer, Linda T. Elkins-Tanton, Kaveh Pahlevan, Peter R. Buseck. Origin of Earth’s Water: Chondritic Inheritance Plus Nebular Ingassing and Storage of Hydrogen in the CoreJournal of Geophysical Research: Planets, 2018; DOI: 10.1029/2018JE005698.
FUENTE: American Geophysical Union. "Scientists theorize new origin story for Earth's water." ScienceDaily. ScienceDaily, 7 November 2018.

 

Electrolisis: el hidrógeno uno de los combustibles del futuro

Científicos del Institut Català d’ Investigació Química y la Universidad Rovira i Virgili han desarrollado un nuevo catalizador con cobalto y wolframio para ‘romper’ moléculas de agua con muy poco voltaje y sin usar metales caros como el iridio. El objetivo es obtener por electrolisis uno de los combustibles del futuro: el hidrógeno, de una forma económica y sostenible.

M. Blasco-Ahicart, J. Soriano-López, J.J. Carbó, J.M. Poblet, J.R. Galán-Mascarós. “Polyoxometalate electrocatalysis based on earth-abundant metals for efficient water oxidation in acidic media.” Nature Chemistry, 2017, DOI: 10.1038/nchem.2874.

La electrolisis, la obtención de hidrógeno y oxígeno del agua usando electricidad, es la manera más limpia de obtener hidrógeno, un combustible renovable. Investigadores del Institut Català d’ Investigació Química (ICIQ) y la Universidad Rovira i Virgili (URV), liderados por el profesor José Ramón Galán Mascarós, han diseñado un nuevo catalizador sostenible que disminuye los costes de producción de hidrógeno por electrolisis. Los catalizadores reducen la cantidad de energía necesaria para romper los enlaces químicos del agua. Además, aceleran la reacción y minimizan el gasto.

“Normalmente, el hidrógeno se obtiene del reformado del gas natural, que es mucho más barato. Pero este hidrógeno no es limpio, el proceso genera dióxido de carbono y otros gases contaminantes” explica Galán. “Romper la molécula de agua sí que es una alternativa limpia, pero no es algo sencillo. Necesitamos desarrollar nuevos catalizadores baratos y eficientes que nos permitan obtener hidrógeno limpio a precios competitivos”, añade. Hasta ahora, los mejores catalizadores están basados en óxidos de iridio, un metal precioso, escaso, y muy caro.

El equipo ha descubierto un compuesto de cobalto y wolframio –técnicamente, un polioxometalato de estos elementos– que es capaz de catalizar la electrolisis del agua mejor que el iridio. “Los polioxometalatos son óxidos nanométricos moleculares que combinan lo mejor de dos mundos, la gran actividad de los óxidos y la versatilidad de las moléculas”, explica Marta Blasco Ahicart, investigadora postdoctoral del ICIQ y primera autora del trabajo que se publica hoy en Nature Chemistry.

“Nuestros polioxometalatos son mucho más baratos que el iridio y nos permiten trabajar en medio ácido que, aunque es el medio óptimo para generar hidrógeno, suele provocar corrosión en la mayoría de catalizadores”, señala Blasco Ahicart.

Joaquín Soriano, coautor del trabajo y actualmente investigador del Trinity College en Dublín, explica: “Nuestros catalizadores funcionan especialmente bien cuando trabajamos a voltajes bajos. Esto no es un inconveniente, más bien al contrario, ahorra electricidad y nos permitirá, en el futuro, obtener la energía necesaria para ‘romper’ el agua de fuentes renovables como los paneles solares”.