Acabamos de descubrir una estructura oculta en el núcleo líquido de la Tierra. Y todo viaja un 2% más lento
El núcleo de la Tierra es importante por muchas razones que afectan a la estructura del planeta, tales como la generación del campo magnético, la regulación del calor interno o incluso en su influencia en la gravedad y la rotación. Hace unas semanas contamos que se estaba quedando rezagado de la corteza. Dicho de otra forma, el interior de la Tierra no gira a la misma velocidad que la superficie. Ahora debemos añadir que tiene una estructura oculta.
Un donut. No es broma. Publicado esta semana en la revista Science Advances, los investigadores de la Universidad Nacional Australiana (ANU) han añadido una pieza gigante al rompecabezas que hasta ahora permanecía sin detectar. En esencia, que la Tierra cuenta con una región con forma de rosquilla hasta ahora desconocida dentro del núcleo exterior, lo que ofrece nuevos conocimientos sobre la dinámica del campo magnético del planeta.
Para ser más exactos, se trata de una gran región en el núcleo alrededor del Ecuador, en latitudes bajas, a unos cientos de kilómetros de espesor, donde, al parecer, las ondas sísmicas viajan aproximadamente un 2% más lento que en el resto del núcleo.
Entendiendo el hallazgo. Tal y como recuerdan en el trabajo, la Tierra tiene dos capas centrales: el núcleo interno, una capa sólida, y el núcleo externo, una capa líquida. Luego, alrededor del núcleo de la Tierra se encuentra el manto. La nueva región con forma de rosquilla estaría en la parte superior del núcleo externo de la Tierra, donde el núcleo líquido se encuentra con el manto.
Según Hrvoje Tkalčić, coautor del estudio y geofísico de la ANU, las ondas sísmicas detectadas son más lentas en la región recién descubierta que en el resto del núcleo externo líquido. «La región se encuentra paralela al plano ecuatorial, está confinada a las latitudes bajas y tiene forma de rosquilla. No sabemos el grosor exacto de la rosquilla, pero dedujimos que llega a unos cientos de kilómetros por debajo del límite entre el núcleo y el manto».
Descubriendo la “rosquilla” en el núcleo. Para llegar hasta el hallazgo, los científicos analizaron las similitudes entre las formas de onda muchas horas después de los tiempos de origen de varios terremotos, lo que les llevó a realizar el descubrimiento único. «Al comprender la geometría de las trayectorias de las ondas y cómo atraviesan el volumen del núcleo externo, reconstruimos sus tiempos de viaje a través de la Tierra, lo que demuestra que la región recién descubierta tiene velocidades sísmicas bajas», explica Tkalčić.
Recuerdan que, al igual que los médicos que utilizan ultrasonidos o rayos X, los sismólogos pueden utilizar las formas de onda registradas en los sismógrafos de todo el mundo debido al paso de las ondas sísmicas después de grandes terremotos, explosiones, impactos y otros fenómenos naturales.
El núcleo de la Tierra, mostrando en rojo la «rosquilla» que contiene más elementos ligeros alrededor del ecuador
No solo eso. Como subraya el profesor, la peculiar estructura no era nada fácil de detectar, ya que había permanecido oculta hasta ahora. “Los estudios anteriores recopilaron datos con una cobertura volumétrica menor del núcleo externo al observar ondas que generalmente estaban confinadas dentro de una hora después de los tiempos de origen de los grandes terremotos. Pudimos lograr una cobertura volumétrica mucho mejor porque estudiamos las ondas reverberantes durante muchas horas después de los grandes terremotos”.
Resolviendo dudas del campo magnético. Además de lo que supone el propio hallazgo, el descubrimiento puede ayudar a resolver otros misterios de la dinámica del campo magnético de la Tierra, el escudo que nos envuelve y que protege la vida en la superficie de los vientos solares y la radiación dañinos. «Hay misterios sobre el núcleo externo de la Tierra que aún están por resolver, lo que requiere esfuerzos multidisciplinarios de la sismología, la física mineral, el geomagnetismo y la geodinámica”, explican.
La ciencia sabe del vigoroso movimiento del hierro y el níquel líquidos, ambos fundamentales para formar el campo magnético, un proceso impulsado por las diferencias de temperatura y, fundamentalmente, la presencia de elementos ligeros como los de esta rosquilla. «El núcleo exterior es un poco más grande que el planeta Marte, pero sabemos más sobre la superficie del planeta rojo que sobre el interior del núcleo», subrayan.
Todo es más lento. Lo decíamos al inicio. Los investigadores descubrieron que la velocidad a la que las ondas sísmicas viajan a través de esta especie de donut es un 2% más lenta que en otras regiones, lo que implica una mayor concentración de elementos químicos ligeros que en otros lugares. «Los elementos químicos ligeros son un ingrediente esencial que impulsa la convección vigorosa en el núcleo externo debido a su flotabilidad y, a su vez, ese proceso, junto con la rotación de la Tierra, sostiene una geodinamo en el núcleo líquido, la fuente del campo magnético de la Tierra”, dice el estudio.
De hecho, por ahí irá encaminado el siguiente estudio. La dinámica del campo magnético de la Tierra es un área fundamental para la ciencia, por lo que los resultados podrían promover más investigaciones sobre el mismo, y no solo en la Tierra, también en otros planetas. «Comprender la distribución espacial de los elementos ligeros es una condición inicial esencial para las simulaciones numéricas de la geodinamo y comprender el cambio de su intensidad y dirección con el tiempo», zanjan.
Imagen | Argonne National, Science Advances (2024)
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