Un nuevo estudio reveló la composición y la estructura del núcleo interno de la Tierra

Una de las naves enviadas al espacio, la Voyager 1, logró alcanzar el espacio interestelar, más allá de Plutón. Los telescopios más poderosos consiguieron explorar distancias temporales cercanas al Big Bang. Y ni hablar de la tecnología que impulsó las comunicaciones y el desarrollo. Sin embargo, queda mucho por descubrir y entender sobre el centro de la Tierra.

A pesar de los considerables avances en sismología, física mineral, geodinámica, paleomagnetismo y geofísica matemática, la estructura y evolución del núcleo interno de la Tierra siguen siendo enigmáticas. Una de las cuestiones más significativas es su historia térmica y el estado térmico actual.

Dónde se publicó el reciente estudio sobre el núcleo de la Tierra

A partir de esta situación, se propusieron varias hipótesis sobre un núcleo interno en convección térmica: un modo traslacional simple, de alta viscosidad, o una convección clásica, de baja viscosidad, tipo penacho. Una reciente investigación publicada por Nature intenta avanzar en estas cuestiones.

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Qué utilizaron para investigar el núcleo de la Tierra

En ese estudio se utilizaron imágenes sísmicas de última generación para examinar la capa más externa del núcleo interno, buscando determinar su velocidad de compresión isótropa y compararla con mapas de atenuación recientemente desarrollados. El patrón que emerge en los tomogramas resultantes se interpreta, junto con datos recientes sobre la viscosidad del hierro, como una manifestación en la superficie del núcleo interno de un flujo impulsado térmicamente. Se descubrió una correlación positiva entre la velocidad de compresión, la atenuación y la temperatura.

Aunque la convección del núcleo externo controla el flujo de calor a través del límite del núcleo interno, la convección interna del núcleo interno es un modelo plausible que explica varias observaciones del mismo, incluida una anisotropía distintiva en su parte más interna. La anisotropía es una propiedad de la materia según la cual características como elasticidad, temperatura, conductividad y velocidad de propagación de la luz varían según la dirección en que se midan.

Motivados por las controversias sobre el comportamiento del núcleo interno (IC, por sus siglas en inglés: inner core), se aprovecharon los recientes avances en tomografía sísmica para estudiar la capa más externa de 100 kilómetros del IC en busca de su velocidad de ondas de compresión. El esquema emplea un tratamiento riguroso de la incertidumbre aplicado a datos obtenidos con un muestreo volumétrico relativamente escaso, especialmente en el hemisferio sur.

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El estudio fue comandado por Hrvoje Tkalčić de la Universidad Nacional de Australia, con la colaboración de la Universidad Complutense de Madrid. Como conclusión, hasta ahora se creía que el núcleo interno de la Tierra era una esfera sólida de hierro. Sin embargo, y tal como relata Sinc, los científicos han sugerido la existencia de una región central más estática, donde la convección casi ha cesado, y otra externa donde el material fluye.

Distintas teorías y algunas dudas

Al analizar toda la información disponible, se concluyó que el núcleo interno sólido de la Tierra podría estar en un estado de convección térmica, un proceso en el que se transfiere calor dentro de fluidos debido a diferencias de temperatura. Esta conclusión se basó en imágenes sismológicas, resultados experimentales a alta presión y temperatura, y simulaciones numéricas.

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Maurizio Mattesini, catedrático de Física de la Tierra en la Universidad Complutense de Madrid, señala a Sinc que “aunque comúnmente se piensa en el núcleo interno como una esfera sólida de hierro, las más recientes observaciones sísmicas sugieren un lento flujo de material, lo que ha generado un considerable interés y discusión”. Estos hallazgos han permitido obtener una imagen más clara del núcleo interno terrestre.

Según los investigadores, el núcleo interno parece consistir en una parte central más estancada, donde la convección casi se ha detenido, y una parte más externa donde los flujos térmicos aún impulsan el movimiento del material, con una velocidad que puede variar entre 0.3 y 300 metros por año. Este nuevo “núcleo dentro del núcleo interno”, del cual aún se sabe muy poco, sería la última pieza para completar nuestro entendimiento del sector más profundo de nuestro planeta.