El núcleo interno de la Tierra puede existir como una sustancia extraña entre líquido y sólido

Un nuevo estudio ha encontrado que el núcleo interno de la Tierra, la parte más profunda de nuestro planeta, se caracteriza por una presión y temperatura extremadamente altas, lo que fuerza a la materia a un estado entre líquido y sólido.

Tradicionalmente se nos ha enseñado que la Tierra está formada por tres capas principales: la corteza, el manto y el núcleo. Las observaciones de cómo se reflejan y dispersan las ondas sísmicas, y los experimentos basados ​​en cómo interactúan los minerales con altas presiones y temperaturas, muestran que la estructura interna de la Tierra es más compleja de lo que se pensaba.

El manto de la Tierra está compuesto principalmente de magnesio, hierro y dióxido de silicio. Una zona de transición, denominada Capa D por los sismólogos, define el contacto con el núcleo de la Tierra a una profundidad de 3.000 km.

Se cree que el núcleo exterior, con un radio de unos 2200 km, consiste principalmente en una aleación líquida de hierro y níquel, compuesta de elementos pesados ​​que se hunden hacia el centro de la Tierra. Se cree que el núcleo interno, que tiene un radio de 1.300 km, se enfría y solidifica lentamente con el tiempo. La investigación publicada en 2021 sugiere un ‘núcleo interno más profundo’ De la composición e instalación se desconoce. Sin embargo, la mayoría de los modelos asumen que el núcleo de la Tierra consiste en una aleación sólida de hierro cristalino. Pero las señales sísmicas muestran que el núcleo no se comporta completamente como una estructura sólida.

Aunque el núcleo de la Tierra supera los 6000 grados, no puede derretirse porque las 3,4 millones de altas presiones de la atmósfera obligan a los átomos a unirse como lo hacen en un sólido. La presión puede ser lo suficientemente alta como para formar un estado inusual de la materia, ya sea completamente líquido o sólido.

Usando simulaciones por computadora de alta presión y alta temperatura, un equipo de investigación conjunto dirigido por el profesor He Yu del Instituto de Geoquímica de la Academia de Ciencias de China (IGCAS) descubrió que el núcleo interno de la Tierra no es un sólido ordinario, sino que puede existir en un estado «superiónico».

Las simulaciones muestran que el núcleo de la Tierra consta de una estructura sólida de átomos de hierro y que los átomos ionizados (cargados eléctricamente) de elementos ligeros, como el hidrógeno, el oxígeno y el carbono, pueden moverse libremente entre el hierro estacionario.

El profesor He Yu explica: «Es bastante anormal. La solidificación del hierro en los límites del núcleo interno no cambia la movilidad de estos elementos livianos, y la convección de los elementos livianos es continua en el núcleo interno».

Uno de los viejos misterios sobre el núcleo interno es que es bastante suave, con velocidades de onda de corte muy bajas. Las ondas de corte son ondas sísmicas que no pueden viajar a través de un líquido, por lo que el núcleo debe ser sólido; sin embargo, las velocidades sísmicas en el núcleo son inferiores a las esperadas para aleaciones de hierro densas.

Los investigadores calcularon las velocidades sísmicas en una aleación de hierro superiónico y encontraron una disminución significativa en la velocidad de las ondas transversales. «Nuestros resultados encajan bien con las observaciones sismológicas –señala el coautor Sun Shichuan–. Son los elementos líquidos los que hacen que el núcleo interno sea más blando».

acceso abierto El estudio fue publicado en la revista templar la naturaleza.