¿De qué está hecho el núcleo de la Tierra?
A más de 5.000 kilómetros por debajo de nosotros, el núcleo interno de metal sólido de la Tierra no se descubrió hasta 1936. Casi un siglo después, seguimos luchando por responder a preguntas básicas sobre cuándo y cómo se formó.
No son rompecabezas fáciles de resolver. No podemos tomar muestras directas del núcleo interno, por lo que la clave para desentrañar sus misterios reside en la colaboración entre los sismólogos, que toman muestras indirectas con ondas sísmicas, los geodinamistas, que crean modelos de su dinámica, y los físicos de minerales, que estudian el comportamiento de las aleaciones de hierro a altas presiones y temperaturas.
Combinando estas disciplinas, los científicos han aportado una importante pista sobre lo que ocurre a kilómetros bajo nuestros pies. En un nuevo estudio, revelan cómo el núcleo interno de la Tierra crece más rápido en un lado que en el otro, lo que podría ayudar a explicar la edad del núcleo interno y la intrigante historia del campo magnético de la Tierra.
El núcleo de la Tierra se formó muy pronto en los 4.500 millones de años de historia de nuestro planeta, en los primeros 200 millones de años. La gravedad atrajo el hierro más pesado hacia el centro del joven planeta, dejando los minerales rocosos y de silicato para formar el manto y la corteza.
¿Cómo es el núcleo de la Tierra en la vida real?
El núcleo terrestre es la capa geológica más interna del planeta Tierra. Se trata principalmente de una bola sólida con un radio de unos 1.220 km, lo que supone un 20% del radio de la Tierra o un 70% del radio de la Luna[1][2].
No hay muestras del núcleo de la Tierra accesibles para su medición directa, como sí las hay del manto terrestre[3]. La información sobre el núcleo de la Tierra procede principalmente del análisis de las ondas sísmicas y del campo magnético terrestre[4]. Se cree que el núcleo interno está compuesto por una aleación de hierro y níquel con algunos otros elementos. Se estima que la temperatura en la superficie del núcleo interno es de aproximadamente 5.700 K (5.430 °C; 9.800 °F), que es aproximadamente la temperatura de la superficie del Sol[5].
En 1936, la sismóloga danesa Inge Lehmann descubrió que la Tierra tiene un núcleo interno sólido distinto de su núcleo externo fundido[6][7] y dedujo su presencia estudiando los sismogramas de los terremotos de Nueva Zelanda. Observó que las ondas sísmicas se reflejan en el límite del núcleo interno y pueden ser detectadas por sismógrafos sensibles en la superficie de la Tierra. En 1938, Beno Gutenberg y Charles Richter analizaron un conjunto de datos más amplio y estimaron que el grosor del núcleo externo era de 1.950 km, con una transición empinada pero continua de 300 km de grosor hacia el núcleo interno, lo que implica un radio de entre 1.230 y 1.530 km para el núcleo interno[11]: p.372
¿Es el núcleo de la tierra una teoría?
Hay tres fuentes principales de calor en las profundidades de la Tierra: (1) el calor de cuando se formó el planeta y se acrecentó, que aún no se ha perdido; (2) el calentamiento por fricción, causado por el material más denso del núcleo que se hunde hacia el centro del planeta; y (3) el calor procedente de la desintegración de elementos radiactivos.
El calor tarda bastante tiempo en salir de la Tierra. Esto ocurre tanto por el transporte “convectivo” del calor dentro del núcleo externo líquido de la Tierra y el manto sólido como por el transporte “conductivo” más lento del calor a través de las capas límite no convectivas, como las placas de la Tierra en la superficie. Como resultado, se ha retenido gran parte del calor primordial del planeta, de cuando la Tierra se acrecentó y desarrolló su núcleo.
La cantidad de calor que puede surgir a través de simples procesos de acreción, juntando pequeños cuerpos para formar la proto-tierra, es grande: del orden de 10.000 kelvins (unos 18.000 grados Farhenheit). La cuestión crucial es saber qué parte de esa energía se depositó en la Tierra en crecimiento y qué parte se irradió al espacio. De hecho, la idea actualmente aceptada sobre cómo se formó la luna implica el impacto o la acreción de un objeto del tamaño de Marte con la proto-tierra o por ella. Cuando dos objetos de este tamaño chocan, se generan grandes cantidades de calor, del que se retiene bastante. Este único episodio podría haber fundido en gran medida los últimos miles de kilómetros del planeta.
Capas de la tierra
Pero eso es en realidad parte del problema: vivir en ella. La Tierra tiene 500 millones de kilómetros cuadrados de superficie, pero un volumen de un billón de kilómetros cúbicos. El volumen gana, y lo que es peor, todo eso está muy dentro del planeta, donde no podemos llegar para estudiarlo.
Aun así, sabemos mucho sobre lo que ocurre bajo nuestros pies. Y mucho de lo que ocurre es simplemente extraño. Por ejemplo, sabemos que el núcleo sólido interior de la Tierra gira a una velocidad ligeramente diferente a la del resto del planeta. Las investigaciones realizadas hace unos 20 años demostraron que gira un poco más rápido, adelantándose al resto del planeta en aproximadamente un grado por año, lo que significa que podría girar sobre la parte exterior de la rotación del planeta cada 360 años aproximadamente. Esto se llama superrotación.
Pero un nuevo artículo que se acaba de publicar muestra que esto no es del todo así. Los científicos que participaron en el estudio descubrieron que el núcleo se superrotó entre 1971 y 1974, aunque en menor medida que las estimaciones anteriores. Y lo que es peor: descubren que el núcleo se ralentizó lo suficiente entre 1969 y 1971 como para girar más despacio que el resto del planeta por encima de él. Se subrrotó. Parece que el núcleo puede acelerar y ralentizar su velocidad de giro. [Enlace al artículo]