¿Qué contiene el núcleo de la Tierra?

(Dan Tri) - El núcleo sólido de la Tierra no solo está hecho de hierro, sino que también contiene carbono, oxígeno y silicio. Este descubrimiento abre la solución al misterio centenario de cómo el núcleo forma y mantiene el campo magnético que protege la vida.

El núcleo de la Tierra podría no estar compuesto solo de hierro, sino que también parece contener carbono. Una nueva investigación ha descubierto que también contiene oxígeno y silicio (foto: Getty Images).

El núcleo rico en hierro en el centro de la Tierra desempeña un papel fundamental en la evolución del planeta. No solo impulsa el campo magnético —el 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 tan caliente está, de qué está hecho y cuándo empezó a congelarse? Un descubrimiento reciente acerca a los científicos a la respuesta a estas tres preguntas.

Se estima que la temperatura del núcleo interno ronda los 5000 Kelvin (4727 °C). Inicialmente líquido, el núcleo se enfría con el tiempo, cristalizando su interior sólido y expandiéndose hacia afuera. Esta liberación de calor crea corrientes tectónicas de placas.

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 central sólido.

Sin embargo, sin acceso directo, los científicos se ven obligados a basarse en estimaciones para comprender el mecanismo de enfriamiento y las propiedades del núcleo. Para aclarar esto, el factor más importante es determinar su temperatura de fusión.

Gracias a la sismología —el estudio de las ondas sísmicas—, sabemos exactamente dónde se encuentra el límite entre los núcleos sólido y líquido. La temperatura en este límite es también el punto de fusión, el punto en el que comienza la congelación.

Por lo tanto, si se puede determinar con precisión la temperatura de fusión, la gente tendrá una mejor comprensión de la temperatura real del núcleo y de la composición química de su interior.

Química misteriosa

Hay dos enfoques principales para comprender la composición del núcleo de la Tierra: estudiar meteoritos y analizar datos sísmicos.

Los meteoritos se consideran restos de planetas aún no formados o fragmentos de los núcleos de planetas destruidos. Su composición química sugiere que el núcleo de la Tierra está compuesto principalmente de hierro y níquel, posiblemente mezclados con un pequeño porcentaje de silicio o azufre. Sin embargo, estos datos son solo preliminares y no lo suficientemente detallados como para ser definitivos.

La sismología, por otro lado, ofrece una visión mucho más detallada. Las ondas sísmicas de los terremotos viajan a través de la Tierra a diferentes velocidades según el material que atraviesan. Al comparar los tiempos de llegada de las ondas a las estaciones de medición con los resultados experimentales de la velocidad de propagación en minerales y metales, los científicos pueden construir modelos del interior del planeta.

Los resultados mostraron que el núcleo terrestre es aproximadamente un 10 % más ligero que el hierro puro. En particular, el núcleo externo líquido es más denso que el núcleo interno sólido, una paradoja que solo puede explicarse por la presencia de algunos elementos menores.

Pero incluso con el rango de posibles composiciones reducido, el enigma sigue sin resolverse. Diferentes escenarios arrojan temperaturas de fusión que difieren en cientos de grados Celsius, lo que dificulta determinar con precisión las propiedades exactas del núcleo.

Una nueva restricción

En el nuevo estudio, los científicos utilizaron la física mineral para comprender cómo el núcleo de la Tierra comenzó a congelarse, un enfoque más específico que la meteorología y la sismología.

Las simulaciones muestran que, a medida que los átomos de un metal líquido cristalizan en un sólido, cada aleación requiere un nivel diferente de "sobreenfriamiento", es decir, una reducción de su punto de fusión. Cuanto más intenso sea el proceso, mayor será la probabilidad de que el líquido se congele.

Por ejemplo, el agua en un congelador puede subenfriarse a -5 °C durante horas antes de congelarse, mientras que las gotas de agua en las nubes pueden convertirse en granizo después de sólo unos minutos a -30 °C.

Los cálculos sugieren que el sobreenfriamiento máximo del núcleo se sitúa unos 420 °C por debajo de su punto de fusión. Si se superara, el núcleo interno sería inusualmente grande en comparación con los datos sísmicos. Mientras tanto, el hierro puro necesitaría 1000 °C para cristalizar, lo cual es imposible porque todo el núcleo se habría solidificado.

Añadir silicio o azufre tampoco ayuda, e incluso puede enfriar aún más el núcleo.

Solo cuando se considera el carbono, la imagen cobra sentido. Si el 2,4 % de la masa del núcleo es carbono, se necesitarían unos 420 °C para congelar el núcleo interno; con un 3,8 % de carbono, la temperatura se reduce a 266 °C. Una cifra mucho más plausible. Esta es la primera evidencia de que el carbono desempeña un papel importante en la cristalización del núcleo.

Sin embargo, el núcleo no puede estar compuesto únicamente de hierro y carbono, ya que los datos sísmicos requieren al menos otro elemento. Las investigaciones sugieren que el núcleo también podría contener oxígeno e incluso silicio.

Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/loi-trai-dat-chua-dung-nhung-gi-20250923025913011.htm