Construyen un núcleo de la Tierra en miniatura

By 28/08/2020 Portal

En el interior de la Tierra se esconden los «motores» que alimentan los terremotos, los volcanes y los movimientos de los continentes. Y en lo más profundo existe un núcleo de hierro y níquel, que tiene un diámetro de 2.440 kilómetros, que gira y que genera el campo magnético que protege el planeta de la radiación del espacio. Parece ser que este núcleo está compuesto por una capa interna, sólida, y otra externa, líquida, pero se desconocen muchos detalles sobre su composición y comportamiento.

Desde hace décadas los investigadores se plantean qué antigüedad tiene este núcleo y, en general, cómo fue la evolución del interior del planeta en el pasado. Esta semana, una investigación publicada en «Physical Review Letters» ha sugerido que el núcleo tiene una edad de entre 1.000 y 1.300 millones de años. Los científicos han llegado a estas conclusiones después de construir un núcleo en miniatura, a partir de una pieza de hierro de solo seis micras de diámetro (una micra es la milésima parte de un milímetro), eso sí, calentada hasta los 2.770 ºC y sometida a presiones gigantescas.

«Nuestros resultados se podrán aprovechar para pensar en por qué otros planetas de nuestro sistema solar no tienen campos magnéticos», ha dicho para «Live Science» Jung-Fu Lin, primer autor del estudio y científico de la Universidad de Texas en Austin (Estados Unidos).

Las fuerzas que impulsan a la geodinamo
Para entender por qué hay que viajar al interior de la Tierra. El núcleo terrestre es una geodinamo: el movimiento de la esfera líquida, que rodea al núcleo sólido, genera un potente campo magnético. Éste crea los polos norte y sur y actúa como un escudo frente al viento solar y otras partículas de alta energía que impactan contra el planeta.

Pero, ¿Por qué se mueve el núcleo externo? Los investigadores creen que proviene de dos fuentes de energía: la termal, relacionada con a temperatura, y la composicional, que se libera a medida que el núcleo externo se enfría y va cristalizando y solidificándose.

Conocer el comportamiento de ambos procesos puede servir para predecir qué ocurrirá en el futuro o comprender el pasado, lo que incluye averiguar cuál es la edad del núcleo terrestre. Por eso, el equipo de Lin se propuso examinar la cantidad de energía liberada por ambos procesos.

Un núcleo en miniatura
Para ello, recrearon un núcleo en miniatura con una pieza de hierro de seis micrómetros, un tamaño comparable al de un glóbulo rojo, y lo calentaron hasta temperaturas de 2.772 ºC. A continuación, lo comprimieron entre dos diamantes para reflejar las presiones del interior de la Tierra y, por último, midieron la conductividad de ese material para comprender su comportamiento.

De esta forma pudieron estimar cuánta energía obtiene la geodinamo de este enfriamiento del núcleo externo. Según sus cálculos, la geodinamo obtiene alrededor de 10 teravatios de energía de esta forma, más o menos la quinta parte de la energía que la Tierra disipa al espacio desde su superficie.

Un núcleo joven
Después, pudieron calcular la edad del núcleo terrestre y cuánto tiempo tardó en alcanzar su tamaño. La cifra, de 1.000 a 1.3000 millones de años, sugiere que el núcleo de la Tierra «es en realidad bastante joven», según ha dicho Lin.

En favor de estos cálculos, Lin ha destacado que el registro de rocas magnéticas muestra que el campo magnético se fortaleció repentinamente en un periodo que va de los 1.000 a los 1.500 millones de años de antigüedad. En su opinión, esto coincide con sus resultados y sugiere que el proceso de cristalización pudo proporcionar una energía extra a la geodinamo de la Tierra.

Sin embargo, el investigador ha reconocido que hay muchas limitaciones en este estudio. Para empezar, a diferencia de la pieza de seis micras, el núcleo de la Tierra no está solo compuesto por hierro: también contiene elementos como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el silicio y el azufre, en proporciones desconocidas. Por eso, ha dicho que próximamente se centrarán en estudiar cómo estos elementos pueden afectar a las propiedades térmicas del núcleo.