Gyles Lewis
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BOSTON - Los vastos océanos de magma de la Tierra, que se agitan profundamente bajo nuestros pies, parecen estar bombeando oxígeno al núcleo líquido del planeta. Y ese oxígeno está dando forma a terremotos y volcanes en todo nuestro planeta..
Esa es la conclusión de un cuerpo de investigación que el físico de la University College London, Dario Alfe, presentó el martes (5 de marzo) aquí en la reunión de marzo de la American Physical Society. Aunque es imposible observar directamente el oxígeno en el núcleo de la Tierra (miles de millas de roca caliente impiden esa vista), Alfe y sus colaboradores utilizaron una combinación de datos sismológicos, química y conocimiento sobre la historia antigua de nuestro sistema solar para sacar sus conclusiones..
¿Cuál es la principal evidencia de que algo como el oxígeno se esconde en el núcleo de hierro? Temblores. Los retumbos que sentimos en la superficie son el resultado de ondas que se mueven por todo nuestro planeta. Y el comportamiento de esas ondas ofrece pistas sobre el contenido de la Tierra, casi como un ultrasonido de todo el planeta..
Cuando las ondas sísmicas rebotan en el núcleo y vuelven a la superficie, su forma indica que el núcleo externo de hierro líquido es significativamente menos denso que el núcleo de hierro sólido presurizado que se encuentra en su interior. Y esa diferencia de densidad afecta la forma de los terremotos y el comportamiento de los volcanes en la superficie. Pero no es así como debería comportarse el hierro puro, dijo Alfe después de su charla. [En fotos: Océano escondido debajo de la superficie de la Tierra]
"Si el núcleo era de hierro puro, el contraste de densidad entre el núcleo interno sólido y el líquido [núcleo externo] debería ser del orden del 1,5 por ciento", dijo. "Pero la sismología nos dice que es más como un 5 por ciento".
En otras palabras, el núcleo externo es menos denso de lo que debería ser, lo que sugiere que hay algún elemento que no es de hierro mezclado, lo que lo hace más liviano..
Entonces eso plantea la pregunta: ¿Por qué el elemento más ligero se mezclaría con el núcleo externo pero no con el núcleo interno sólido??
Cuando los átomos están en estado líquido, fluyen libremente uno al lado del otro, lo que hace posible que coexista una mezcla de diferentes elementos, incluso en el entorno extremo del interior de la Tierra, dijo Alfe. Pero a medida que las presiones extremas fuerzan al núcleo interno a un estado sólido, los átomos forman una red más rígida de enlaces químicos. Y esa estructura más estricta no admite elementos extraños tan fácilmente. A medida que se formó el núcleo sólido, habría escupido átomos de oxígeno y otras impurezas en su entorno líquido como pasta de dientes saliendo de un tubo exprimido..
"Ves un efecto similar en los icebergs", dijo..
Cuando el agua salada del océano se congela, expulsa sus impurezas. Entonces, los icebergs terminan como trozos de agua dulce sólida flotando sobre el océano rico en sodio.
No hay evidencia directa de que el elemento más ligero en el núcleo líquido sea el oxígeno, dijo Alfe. Pero nuestro planeta se formó a partir de las nubes de polvo del sistema solar primitivo, y sabemos qué elementos estaban presentes allí. [Cronología de la foto: cómo se formó la Tierra]
El equipo de investigación descartó otros elementos, como el silicio, que teóricamente podrían estar presentes en el núcleo basándose en la composición de esa nube, pero no explican el efecto observado. El oxígeno quedó como el candidato más probable, dijo..
Además, los niveles de oxígeno teóricamente presentes en el núcleo parecen más bajos de lo que la química predeciría basándose en el contenido de oxígeno del manto. Eso sugiere que probablemente se esté bombeando químicamente más oxígeno al núcleo externo incluso hoy desde el manto más rico en oxígeno que lo rodea..
Cuando se le preguntó cómo se ve el oxígeno en el núcleo, Alfe dijo que no se imaginen burbujas o incluso el óxido que se forma cuando el hierro se une directamente al oxígeno. En cambio, a esas temperaturas y presiones, los átomos de oxígeno flotarían libremente entre los átomos de hierro, creando grumos flotantes de hierro líquido..
"Si se toma un paquete de líquido que tiene 90 átomos de hierro y 10 átomos de oxígeno, este paquete será menos denso que un paquete de hierro puro", por lo que flotará, dijo Alfe..
Para ayudar a confirmar estos resultados, Alfe dijo que está esperando los resultados de los esfuerzos para medir los neutrinos formados en nuestro planeta y que se irradian hacia la superficie. Si bien los "geoneutrinos" son muy raros, dijo, pueden ofrecer mucha información sobre lo que está sucediendo específicamente en el planeta cuando aparecen..
Pero sin ninguna forma de acceder directamente al núcleo, los físicos siempre estarán atascados haciendo sus mejores juicios posibles sobre su composición a partir de datos secundarios limitados..
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Publicado originalmente el.