Un extraño fenómeno desequilibra el núcleo de la Tierra

El núcleo interno de hierro sólido de la Tierra está creciendo más rápido en un lado que en el otro, algo que ha sido de esta forma desde que comenzó a congelarse el hierro fundido del núcleo hace 500 millones de años.

Las razones de este extraño fenómeno son desconocidas, según un nuevo estudio publicado en 'Nature Geoscience' por sismólogos en la Universidad de California, Berkeley. El mayor crecimiento en un lado del núcleo sugiere que algo en el núcleo o manto externo de la Tierra debajo de Indonesia está eliminando calor del núcleo interno a un ritmo más rápido que en el lado opuesto, debajo de Brasil.

De esta forma, un enfriamiento más rápido en un lado aceleraría la cristalización del hierro y el crecimiento del núcleo interno en ese lado, lo que tiene implicaciones para el campo magnético de la Tierra y su historia, ya que la convección en el núcleo externo impulsada por la liberación de calor del núcleo interno es lo que hoy impulsa la dínamo que genera el campo magnético que nos protege de las partículas peligrosas del sol.

"Sabemos que el campo magnético ya existía hace 3.000 millones de años, por lo que otros procesos deben haber impulsado la convección (transmisión de calor en un fluido por movimiento de capas desigualmente calientes) en el núcleo externo en ese momento", ha señalado Barbara Romanowicz, profesora de la Escuela de Graduados de la Universidad de Berkeley en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias y directora emérita del Laboratorio Sismológico de Berkeley (BSL).

La edad más joven del núcleo interno puede significar que, al principio de la historia de la Tierra, el calor que hierve el núcleo del fluido provino de elementos ligeros que se separan del hierro, no de la cristalización del hierro, que vemos hoy.

"El debate sobre la edad del núcleo interno ha estado ocurriendo durante mucho tiempo", dijo en un comunicado Daniel Frost, científico asistente del proyecto en la BSL, quien añadió: "La complicación es: si el núcleo interno ha podido existir solo durante 1.500 millones de años, según lo que sabemos sobre cómo pierde calor y lo caliente que está, entonces, ¿de dónde vino el campo magnético más antiguo?".

Precisamente, de ahí surgió la idea de elementos ligeros disueltos que luego se congelan. El crecimiento asimétrico del núcleo interno explica un misterio de hace tres décadas: que el hierro cristalizado en el núcleo parece estar preferentemente alineado a lo largo del eje de rotación de la Tierra, más en el oeste que en el este, mientras que uno esperaría que los cristales se orientaran aleatoriamente.

La evidencia de esta alineación proviene de las mediciones del tiempo de viaje de las ondas sísmicas de los terremotos a través del núcleo interno. Las ondas sísmicas viajan más rápido en la dirección del eje de rotación norte-sur que a lo largo del ecuador, una asimetría que los geólogos atribuyen a los cristales de hierro, que son asimétricos, que tienen sus ejes largos preferentemente alineados a lo largo del eje de la Tierra. Si el núcleo es de hierro cristalino sólido, ¿cómo se orientan los cristales de hierro preferentemente en una dirección?

En un intento de explicar las observaciones, Frost y sus compañeros Marine Lasbleis de la Universidad de Nantes en Francia y Brian Chandler y Romanowicz de UC Berkeley, crearon un modelo informático de crecimiento de cristales en el núcleo interno que incorpora modelos de crecimiento geodinámico y la física mineral del hierro a alta presión y alta temperatura.

"El modelo más simple parecía un poco inusual: que el núcleo interno es asimétrico", señaló Frost, tras lo que indicó que "el lado oeste se ve diferente del lado este hasta el centro, no solo en la parte superior del núcleo interno, como algunos han sugerido". "La única forma en que podemos explicar eso es que un lado crece más rápido que el otro", concluyó.

El modelo describe cómo el crecimiento asimétrico, aproximadamente un 60% más alto en el este que en el oeste, puede orientar preferentemente los cristales de hierro a lo largo del eje de rotación, con más alineación en el oeste que en el este, y explicar la diferencia en la velocidad de la onda sísmica en el núcleo interior.

"Lo que estamos proponiendo en este documento es un modelo de convección sólida asimétrica en el núcleo interno que reconcilia las observaciones sísmicas y las condiciones de frontera geodinámicas plausibles", dijo Romanowicz.