¿En qué se parece el núcleo de la Tierra al aderezo para ensalada?

Campo magnético de la Tierra y el Sol Derechos de autor de la imagen Science Photo Library
Image caption El campo magnético de la Tierra es un escudo que protege al planeta de la radiación dañina de los vientos solares.

El campo magnético de la Tierra es tan esencial que sin él no podría subsistir la vida en el planeta.

Pero hay aspectos de su composición que siguen siendo un misterio.

Investigadores de la Universidad de Yale, en Estados Unidos, hallaron un nuevo factor detrás de los cambios en el campo magnético terrestre. Y se trata, de acuerdo a los propios científicos, de un fenómeno "que puede sonar familiar a cualquier persona que haya preparado un aderezo para su ensalada".

El campo magnético de la Tierra se produce en el centro del planeta y es un escudo que lo protege de la radiación dañina de los vientos solares.

Los investigadores dirigidos por la profesora Kanani K.M. Lee hallaron que aleaciones de hierro fundido que contienen silicio y oxígeno forman dos líquidos distintos en condiciones similares a las que existen en el núcleo de la Tierra, en un proceso llamado "inmiscibilidad".

"Observamos la inmiscibilidad de líquidos a menudo en la vida cotidiana, como cuando el aceite y el vinagre se separan en el aderezo para ensaladas", señaló Sarah Arveson, investigadora de posgrado de Yale y autora principal del estudio publicado en la revista de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, Proceedings of the National Academy of Sciences o PNAS.

"Es sorprendente que la separación de la fase líquida pueda ocurrir cuando los átomos son forzados muy cerca unos de otros bajo la inmensa presión que existe en el núcleo de la Tierra".

Núcleo

El campo magnético se extiende desde el interior de la Tierra hacia el espacio, donde se encuentra con el viento solar, la corriente de partículas cargadas que emanan del Sol.

Como si se tratara de un imán en el centro del planeta, el campo magnético es generado por corrientes eléctricas que resultan del movimiento de corrientes de convección del hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra.

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Image caption El campo magnético es generado por la electricidad que resulta del movimiento de corrientes de convección del hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra.

El núcleo interno de hierro sólido tiene unos 5.700 grados de temperatura, pero la presión causada por la fuerza de gravedad impide que se vuelva líquido. El punto de fusión del hierro aumenta a medida que hay un incremento en la presión.

Alrededor de este núcleo interno se encuentra el núcleo exterior, una capa de 2.000 km de espesor compuesta por hierro, níquel y pequeñas cantidades de otros metales en estado líquido, en la que la presión es más baja y el metal está fundido

El núcleo externo se encuentra 2.900 km debajo de la superficie.

Capa líquida lenta

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Image caption Sin la protección del campo magnético no podría florecer la vida en la Tierra.

La inmiscibilidad en aleaciones fundidas complejas es común a presión atmosférica y ha sido documentada extensamente por metalúrgicos y expertos en materiales.

Pero los estudios de aleaciones inmiscibles a presiones más altas se han limitado a las presiones encontradas en el manto superior de la Tierra, entre la corteza terrestre y su núcleo.

Aunque este líquido caliente se agita vigorosamente debido a la convección, tiene una capa líquida distinta en la parte superior.

Las ondas sísmicas que se mueven a través del núcleo externo viajan más lentamente en esta capa superior que en el resto del núcleo externo.

Los científicos han ofrecido varias teorías para explicar esta capa líquida lenta, incluida la idea de que las aleaciones de hierro inmiscibles forman capas en el núcleo, pero hasta ahora no ha había evidencia teórica o experimental para demostrarlo.

Dos capas distintas

Usando experimentos con células de diamante calentadas con láser para generar altas presiones, combinadas con simulaciones por ordenador, el equipo de Yale reprodujo las condiciones encontradas en el núcleo externo de la Tierra.

Los científicos demostraron la existencia de dos capas distintas de líquido fundido: un líquido pobre en oxígeno, con hierro y silicio, y un líquido de hierro, silicio y oxígeno.

Debido a que la capa de hierro, silicio y oxígeno es menos densa, se eleva hasta la parte superior, formando una capa de líquido rica en oxígeno.

"Nuestro estudio presenta la primera observación de aleaciones de metales fundidos inmiscibles en condiciones tan extremas, lo que da entender que la inmiscibilidad en fundidos metálicos puede prevalecer a altas presiones", señaló Lee.

El hallazgo ayudará a comprender, según los investigadores, las condiciones en la Tierra primitiva y los cambios en el campo magnético terrestre a lo largo de la historia.

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