El núcleo rico en hierro en el centro de la Tierra desempeña un papel crucial en la evolución del planeta. No solo alimenta el campo magnético —un escudo que protege la atmósfera y los océanos de la radiación solar—, sino que también impulsa la tectónica de placas, remodelando constantemente los continentes.
A pesar de su importancia, muchas propiedades fundamentales del núcleo siguen siendo un misterio: ¿qué temperatura alcanza realmente?, ¿de qué está compuesto? y ¿cuándo comienza a congelarse? Un descubrimiento reciente ha acercado a los científicos a la respuesta a estas tres preguntas.
Se estima que el núcleo interno tiene una temperatura de alrededor de 5000 Kelvin (4727 °C). Inicialmente en estado líquido, el núcleo se enfría gradualmente con el tiempo, cristalizándose en un componente sólido y expandiéndose hacia afuera. Esta liberación de calor genera flujos de placas tectónicas.
El enfriamiento también es la fuente del campo magnético terrestre. Gran parte de la energía magnética actual se mantiene gracias a la congelación del núcleo externo líquido, que alimenta el núcleo sólido en su centro.
Sin embargo, debido a la imposibilidad de acceso directo, los científicos se ven obligados a basarse en estimaciones para comprender los mecanismos de enfriamiento y las propiedades del núcleo. Para esclarecer esto, el factor más importante es determinar su punto de fusión.
Gracias a la sismología —la ciencia que estudia las ondas sísmicas— sabemos con exactitud dónde se encuentra el límite entre los núcleos sólido y líquido. La temperatura en este límite es también el punto de fusión, el punto de inicio de la congelación.
Por lo tanto, si se pudiera determinar con precisión el punto de fusión, los seres humanos comprenderían mejor la temperatura real del núcleo y su composición química interna.
Química misteriosa
Existen dos enfoques principales para comprender la composición del núcleo terrestre: el estudio de los meteoritos y el análisis de los datos sísmicos.
Los meteoritos se consideran restos de planetas que aún no se habían formado o fragmentos de los núcleos de planetas que ya se habían destruido. Su composición química sugiere que el núcleo de la Tierra está compuesto principalmente de hierro y níquel, posiblemente con un pequeño porcentaje de silicio o azufre. Sin embargo, estos datos son solo preliminares y no lo suficientemente detallados como para confirmar nada de forma definitiva.
Mientras tanto, la sismología ofrece una perspectiva mucho más concreta. Las ondas sísmicas de los terremotos, al propagarse por la Tierra, cambian de velocidad según el tipo de material que atraviesan. Comparando el tiempo que tardan las ondas en llegar a las estaciones de monitoreo con los resultados experimentales sobre la velocidad de transmisión en minerales y metales, los científicos pueden construir modelos de la estructura interna del planeta.
Los resultados muestran que el núcleo terrestre es aproximadamente un 10 % más ligero que el hierro puro. Cabe destacar que el núcleo externo, que se encuentra en estado líquido, es más denso que el núcleo interno, una paradoja que solo puede explicarse por la presencia de algunos elementos extraños.
Sin embargo, incluso tras reducir las posibles composiciones, el problema persiste. Los diferentes escenarios arrojan temperaturas de fusión que varían en cientos de grados Celsius, lo que dificulta la determinación precisa de las propiedades del núcleo.
Una nueva restricción
En una nueva investigación, los científicos utilizaron la mineralogía para comprender cómo comenzó a congelarse el núcleo de la Tierra, un enfoque más específico que la meteorología y la sismología.
Las simulaciones muestran que, cuando los átomos de un metal líquido cristalizan en sólidos, cada aleación requiere un nivel diferente de "superenfriamiento", es decir, una temperatura inferior a su punto de fusión. Cuanto más intenso sea este proceso, más fácilmente se solidificará el líquido.
Por ejemplo, el agua en un congelador puede permanecer extremadamente fría a -5 °C durante horas antes de congelarse, mientras que una gota de agua en una nube se convierte en granizo en tan solo unos minutos a -30 °C.
Los cálculos indican que la temperatura máxima de subenfriamiento del núcleo es aproximadamente 420 °C inferior a su punto de fusión. Si se superara esta temperatura, el núcleo interno sería inusualmente grande en comparación con los datos sísmicos. Por otro lado, el hierro puro requiere 1000 °C para cristalizar, lo cual es imposible, ya que para entonces todo el núcleo se habría solidificado.
Agregar silicio o azufre no ayuda; incluso podría requerir que el núcleo se enfríe aún más.
Solo al considerar el carbono se comprende la situación. Si el 2,4 % de la masa del núcleo es carbono, se necesitan aproximadamente 420 °C para congelar el núcleo interno; con un 3,8 % de carbono, esta temperatura se reduce a 266 °C. Una cifra mucho más plausible. Esta es la primera evidencia que sugiere que el carbono desempeña un papel crucial en el proceso de cristalización del núcleo.
Sin embargo, el núcleo no podría estar compuesto únicamente de hierro y carbono, ya que los datos sísmicos sugieren la presencia de al menos otro elemento. Las investigaciones apuntan a la posibilidad de que el núcleo también contenga oxígeno, o incluso silicio.
Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/loi-trai-dat-chua-dung-nhung-gi-20250923025913011.htm
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