Recreando condiciones del centro de la Tierra en laboratorio se ha mejorado la estimación de edad del núcleo interno sólido de nuestro planeta, poniéndola entre mil y mil 300 millones de años .
Los resultados colocan al núcleo en el extremo más joven de un espectro de edad que generalmente va desde aproximadamente mil 300 millones a 4 mil 500 millones de años, pero también lo hacen un poco más antiguo que una estimación reciente de solo 565 millones de años.
Además, los experimentos y las teorías que los acompañan ayudan a precisar la magnitud de cómo el núcleo conduce el calor y las fuentes de energía que alimentan la geodinamo del planeta, el mecanismo que sostiene el campo magnético de la Tierra, que mantiene las brújulas apuntando al norte y ayuda a proteger la vida de los daños rayos cósmicos.
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"La gente siente mucha curiosidad y entusiasmo por saber sobre el origen de la geodinamo, la fuerza del campo magnético, porque todos contribuyen a la habitabilidad de un planeta", dijo Jung-Fu Lin , profesor de la Universidad de Texas en la Escuela Jackson de Austin. de Geociencias, que dirigió la investigación.
Foto: NASA/ Gary A. Glatzmaier
Los resultados fueron publicados en la revista Physical Review Letters .
El núcleo de la Tierra está hecho principalmente de hierro, siendo el núcleo interno sólido y el externo líquido. La efectividad del hierro en la transferencia de calor a través de la conducción, conocida como conductividad térmica , es clave para determinar una serie de otros atributos del núcleo, incluso cuando se formó el núcleo interno.
A lo largo de los años, las estimaciones de la edad y la conductividad del núcleo han pasado de muy antiguas y relativamente bajas a muy jóvenes y relativamente altas. Pero estas estimaciones más recientes también han creado una paradoja, donde el núcleo habría tenido que alcanzar temperaturas irrealmente altas para mantener la geodinamo durante miles de millones de años antes de la formación del núcleo interno.
La nueva investigación resuelve esa paradoja al encontrar una solución que mantenga la temperatura del núcleo dentro de parámetros realistas. Encontrar esa solución dependía de medir directamente la conductividad del hierro en condiciones similares al núcleo, donde la presión es superior a un millón de atmósferas y las temperaturas pueden rivalizar con las que se encuentran en la superficie del sol.
Los investigadores lograron estas condiciones exprimiendo muestras de hierro calentadas con láser entre dos yunques de diamante. No fue una hazaña fácil. Se necesitaron dos años para obtener resultados adecuados.
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"Encontramos muchos problemas y fallamos varias veces, lo que nos frustró y casi nos rendimos", dijo el coautor del artículo, Youjun Zhang, profesor asociado de la Universidad de Sichuan en China. "Con los comentarios constructivos y el aliento del profesor Jung-Fu Lin, finalmente lo resolvimos después de varias pruebas".
La conductividad recién medida es de 30 a 50 por ciento menor que la conductividad de la estimación del núcleo joven, y sugiere que la geodinamo se mantuvo mediante dos fuentes y mecanismos de energía diferentes: convección térmica y convección composicional. Al principio, la geodinamo se mantuvo solo por convección térmica. Ahora, cada mecanismo juega un papel igualmente importante.
Lin dijo que con esta información mejorada sobre la conductividad y la transferencia de calor a lo largo del tiempo, los investigadores podrían hacer una estimación más precisa de la edad del núcleo interno.
"Una vez que se sabe cuánto de ese flujo de calor desde el núcleo externo al manto inferior, se puede pensar en cuándo se enfrió la Tierra lo suficiente como para que el núcleo interno comience a cristalizarse", dijo.
Esta edad revisada del núcleo interno podría correlacionarse con un pico en la fuerza del campo magnético de la Tierra según lo registrado por la disposición de los materiales magnéticos en las rocas que se formaron en esa época. En conjunto, la evidencia sugiere que la formación del núcleo interno fue una parte esencial de la creación de los campos magnéticos robustos de hoy.
nrv