El núcleo interno de hierro sólido de la Tierra ha estado creciendo más rápido en un lado que en el otro durante más de 500 millones de años, según un nuevo estudio.
Crece más rápido bajo el mar de Banda en Indonesia que bajo Brasil, pero este patrón de crecimiento desigual no ha desequilibrado el núcleo, dicen los sismólogos de la Universidad de California en Berkeley, que han estudiado el fenómeno.
La gravedad trabajó para distribuir uniformemente el nuevo crecimiento, compuesto por cristales de hierro que se forman cuando el hierro fundido comienza a enfriarse, manteniendo un núcleo interno esférico.
Si bien no deja el núcleo desequilibrado, esta tasa de crecimiento desigual sugiere que algo en el núcleo externo debajo de Indonesia está eliminando el calor del núcleo interno a un ritmo más rápido que en Brasil en el otro lado del mundo. dicho. .
Los investigadores dicen que el descubrimiento les ayudó a «demostrar límites bastante flexibles» para la edad del núcleo interno, entre 500 millones y 1.500 millones de años.
Una sección del interior de la Tierra muestra el núcleo interno de hierro sólido (rojo) creciendo lentamente al congelar el núcleo externo de hierro líquido (naranja). Las ondas sísmicas atraviesan el núcleo interno de la Tierra más rápido entre los polos norte y sur (flechas azules) que a través del ecuador (flecha verde)
Este límite de edad en el núcleo sólido de la Tierra puede ayudar a los científicos a aprender más sobre el campo magnético, que nos protege de la radiación solar dañina.
“Puede ayudar en el debate sobre cómo se generó el campo magnético antes de la existencia del núcleo interno sólido”, dijo Barbara Romanowicz, coautora del estudio.
«Sabemos que el campo magnético ya existía hace 3 mil millones de años, por lo que otros procesos deben haber causado convección en el núcleo externo en ese momento».
La corta edad del núcleo interno puede significar que al comienzo de la historia de la Tierra, el calor que hirvió el núcleo fluido provenía de elementos ligeros que se separaban del hierro, y no de la cristalización del hierro, que vemos hoy. ‘Hui.
«El debate sobre la edad del núcleo interno ha estado ocurriendo durante mucho tiempo», dijo Daniel Frost, científico asociado del proyecto.
“La complicación es la siguiente: si el núcleo interno solo pudo haber existido durante 1.500 millones de años, por lo que sabemos de cómo pierde calor y calor, entonces ¿de dónde viene el campo magnético más antiguo?
«De ahí surgió esta idea de los elementos ligeros disueltos, que luego se congelan».
El crecimiento asimétrico del núcleo interno, que crece a diferentes ritmos en ambos lados del planeta, explica un misterio de tres décadas, explicó Frost.
El misterio es que el hierro cristalizado en el núcleo parecía estar más alineado al oeste que al este del eje de rotación de la Tierra.
Mapa que muestra los sismómetros (triángulos) a los que los investigadores midieron las ondas sísmicas de los terremotos (círculos) para estudiar el núcleo interno de la Tierra.
El equipo dijo que los científicos esperarían que los cristales se orientaran al azar en lugar de favorecer un lado del planeta sobre el otro.
En un intento de explicar las observaciones, crearon un modelo informático del crecimiento de cristales en el núcleo interno.
Su modelo incorporó el crecimiento geodinámico, la forma en que se deforman y forman los materiales en la tierra, y la física mineral del hierro a alta presión y alta temperatura.
“El modelo más simple parecía inusual, que el núcleo interno fuera asimétrico”, dijo Frost.
“El lado oeste es diferente del lado este hasta el centro, no solo en la parte superior del núcleo interno, como algunos han sugerido. La única forma de explicar esto es que un lado está creciendo más rápido que el otro ».
Le modèle décrit comment la croissance asymétrique – environ 60 % plus élevée à l’est qu’à l’ouest – peut orienter préférentiellement les cristaux de fer le long de l’axe de rotation, avec plus d’alignement à l’ouest qu ‘al este.
“Lo que proponemos en este documento es un modelo de convección sólida no balanceada en el núcleo interno que reconcilia las observaciones sísmicas y las condiciones de frontera geodinámicas plausibles”, dijo Romanowicz.
Si bien no deja el núcleo desequilibrado, esta tasa de crecimiento desigual sugiere que algo en el núcleo externo debajo de Indonesia está eliminando el calor del núcleo interno a un ritmo más rápido que en Brasil en el otro lado del mundo. dicho.
El interior de la Tierra tiene capas como una cebolla. El núcleo interno sólido de hierro-níquel tiene un radio de 745 millas, o aproximadamente tres cuartas partes del tamaño de la luna, y está rodeado por un núcleo externo fluido de hierro fundido y níquel de aproximadamente 1,500 millas de espesor.
El núcleo exterior está rodeado por un manto de roca caliente de 1.800 millas de espesor y cubierto con una fina corteza de roca fría en la superficie.
La convección ocurre tanto en el núcleo externo, que hierve lentamente cuando el calor del hierro cristalizado sale del núcleo interno, como en el manto, cuando la roca más caliente se mueve hacia arriba para transportar este calor desde el centro del núcleo del planeta en la superficie.
Un nuevo modelo de sismólogos de UC Berkeley propone que el núcleo interno de la Tierra está creciendo más rápido en el lado este (izquierdo) que en el lado oeste. La gravedad iguala el crecimiento asimétrico al empujar los cristales de hierro hacia los polos norte y sur (flechas)
El vigoroso movimiento de ebullición en el núcleo exterior produce el campo magnético de la Tierra.
Según el modelo informático de Frost, a medida que crecen los cristales de hierro, la gravedad redistribuye el exceso de crecimiento de este a oeste en el núcleo interno.
El movimiento de los cristales en el núcleo interno, cerca del punto de fusión del hierro, alinea la red cristalina con el eje de rotación de la Tierra, lo que la hace más al oeste que al este, encontraron.
El modelo predice correctamente las nuevas observaciones de los investigadores sobre los tiempos de viaje de las ondas sísmicas a través del núcleo interno.
La anisotropía, o la diferencia en el tiempo de viaje paralelo y perpendicular al eje de rotación, aumenta con la profundidad.
La anisotropía más fuerte se desplaza al oeste del eje de rotación de la Tierra en unas 250 millas.
El modelo de crecimiento del núcleo interno también establece límites en la proporción de níquel a hierro en el centro de la tierra, dijo Frost.
Su modelo no reproduce con precisión las observaciones sísmicas a menos que el níquel constituya entre el cuatro y el ocho por ciento del núcleo interno.
Esto se acerca a la proporción de meteoritos metálicos que alguna vez fueron el núcleo de los planetas enanos de nuestro sistema solar.
El modelo también les dice a los geólogos qué tan viscoso o fluido es el núcleo interno.
«Sugerimos que la viscosidad del núcleo interno es relativamente grande», dijo Romanowicz.
Este es un «parámetro de entrada importante para los geodinámicos que estudian los procesos de dínamo en el núcleo externo».
Se espera que los resultados se presenten en la revista Nature Geoscience.
