Los océanos representan más de dos tercios de la superficie terrestre y han sido esenciales para regular el clima y sustentar la vida en la Tierra. Aunque a escala de milenios el nivel de los océanos está determinado por los cambios climáticos, a escala de millones de años está controlado por el intercambio de agua entre el interior y la superficie de nuestro planeta causado por la tectónica de placas (ver figura). Este “ciclo profundo del agua” es responsable de que el interior de la Tierra —más concretamente, la capa conocida como el manto terrestre— albergue la misma cantidad de agua que en todos los océanos de la Tierra. 

El ciclo profundo del agua se inicia en las profundidades oceánicas cuando el agua del mar altera las rocas de las placas oceánicas hidratando sus minerales. Entre esto minerales hidratados, la serpentina juega un papel esencial en este ciclo profundo porque contiene más de un 10% de su peso en agua. Cuando las placas oceánicas se hunden hacia el manto terrestre en las zonas de subducción de los márgenes convergentes, la deshidratación de los minerales hidratados transportados por la placa causa que parte del agua retorne a la atmósfera a través del volcanismo de subducción. Sin embargo, parte de estos minerales hidratados persisten en la placa y son transportando hacia las profundidades del manto de la Tierra aumentando su contenido en agua. En las dorsales medio-oceánicas —donde se forman y se extienden nuevas placas— y en los llamados puntos calientes, el manto profundo hidratado asciende y funde produciendo magmas que disuelven el agua y la retornan a la atmósfera terrestre a través del volcanismo asociado a estos entornos geológicos. 

Los flujos de agua entre el interior y la superficie de nuestro planeta han determinado el nivel medio de los océanos a lo largo de la historia de la Tierra. Diferentes estudios muestran que en la actualidad los volúmenes de agua introducidos en las zonas de subducción de los márgenes convergentes son mucho mayores que las cantidades de agua emitidas por los volcanes de las dorsales oceánicas y los puntos calientes. Esta observación implicaría que en los últimos cientos millones de años, parte del agua introducida en el manto profundo por la tectónica de placas no ha retornado a la superficie terrestre, lo que causaría una disminución del volumen de los océanos en detrimento de un almacenamiento del agua en el manto profundo. Sin embargo, esta conclusión entra en conflicto con numerosos estudios geológicos que concluyen que el nivel del océano se ha mantenido aproximadamente constante durante los últimos 500 millones de años. 

En una reciente publicación en la prestigiosa revista Nature Geosciences investigadores del CNRS (Géosciences Montpellier, Francia) y del CSIC (Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, CSIC-UGR, Granada) han aportado una solución a esta controversia demostrando el papel fundamental que juega en el ciclo profundo del agua la deshidratación en las zonas subducción de la serpentina, el principal portador de agua de la litosfera subducida hacia el manto profundo. Mediante simulaciones numéricas y termodinámicas que consideran estudios experimentales recientes de la estabilidad de la serpentinita, los investigadores del CNRS y el CSIC han demostrado que solo del 15–20 % del agua introducida en las zonas de subducción actuales es introducida hacia al manto profundo. Estos investigadores demuestran que la deshidratación de la serpentina puede ocurrir a profundidades y temperaturas a las que se creía que era estable, lo que explicaría por qué un mayor porcentaje del agua de la placa subducida retorne a la atmósfera a través del volcanismo en las zonas de subducción. Este resultado demuestra que el volcanismo de subducción modula el ciclo profundo de agua equilibrando el flujo de agua entre superficie y el interior la Tierra, lo que explicaría el volumen constante de los océanos en los últimos 500 millones de años.