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El núcleo interno de hierro sólido de la Tierra ha estado creciendo más rápido en un lado que en el otro.

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Un corte del interior de la Tierra muestra el núcleo interno de hierro sólido (rojo) creciendo lentamente por congelación del núcleo externo de hierro líquido (naranja).  Las ondas sísmicas viajan a través del núcleo interno de la Tierra más rápido entre los polos norte y sur (flechas azules) que a través del ecuador (flecha verde)


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.

Está creciendo más rápido bajo el mar de Banda de Indonesia que bajo Brasil, pero este patrón de crecimiento desigual no ha dejado el núcleo desequilibrado, dicen los sismólogos de la Universidad de California, Berkeley, que han estado investigando el fenómeno.

La gravedad ha actuado para distribuir uniformemente el nuevo crecimiento, formado por cristales de hierro que se forman a medida que el hierro fundido comienza a enfriarse, manteniendo un núcleo interno esférico.

Aunque 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 lado opuesto del planeta, dijo el equipo. .

Los investigadores dicen que este descubrimiento les ha ayudado a «demostrar límites bastante flexibles» para la edad del núcleo interno, entre 500 y 1500 millones de años.

Un corte del interior de la Tierra muestra el núcleo interno de hierro sólido (rojo) creciendo lentamente por congelación del núcleo externo de hierro líquido (naranja). Las ondas sísmicas viajan a través del núcleo interno de la Tierra más rápido entre los polos norte y sur (flechas azules) que a través del ecuador (flecha verde)

CUATRO CAPAS DEL PLANETA TIERRA

Corteza: A una profundidad de hasta 70 km, esta es la capa más externa de la Tierra, que cubre áreas tanto oceánicas como terrestres.

Manto: Bajando a 2.890 km con el manto inferior, esta es la capa más gruesa del planeta y está hecha de rocas de silicato más ricas en hierro y magnesio que la corteza que se encuentra arriba.

Núcleo externo: Esta región, que se extiende desde una profundidad de 2.890 a 5.150 km, está hecha de hierro líquido y níquel con trazas de elementos más ligeros.

Núcleo central: Al descender a una profundidad de 6.370 km en el mismo centro del planeta Tierra, se cree que esta región está hecha de hierro y níquel sólidos.

Este límite para la edad del 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 impulsado la convección en el núcleo externo en ese momento».

La edad más joven del núcleo interno puede significar que, al principio de la historia de la Tierra, el calor que hirvió el núcleo del fluido provino de elementos ligeros que se separaron 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 Daniel Frost, científico asistente del proyecto.

‘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 qué tan caliente está, entonces, ¿de dónde vino el campo magnético más antiguo?

« De ahí es de donde surgió esta idea de elementos ligeros disueltos que luego se congelan ».

El crecimiento asimétrico del núcleo interno, que está creciendo a diferentes ritmos en cada lado 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) en los que los investigadores midieron las ondas sísmicas de los terremotos (círculos) para estudiar el núcleo interno de la Tierra.

Mapa que muestra los sismómetros (triángulos) en los que los investigadores midieron las ondas sísmicas de los terremotos (círculos) para estudiar el núcleo interno de la Tierra.

El equipo dice que los científicos esperarían que los cristales estuvieran orientados al azar en lugar de favorecer un lado del planeta que el otro.

En un intento por explicar las observaciones, crearon un modelo informático del crecimiento de cristales en el núcleo interno.

Su modelo incorporó el crecimiento geodinámico, cómo 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 es asimétrico», dijo Frost.

‘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 ».

El modelo describe cómo el crecimiento asimétrico, aproximadamente un 60 por ciento 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.

«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.

Aunque 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 lado opuesto del planeta, dijo el equipo.

Aunque 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 lado opuesto del planeta, dijo el equipo.

El interior de la Tierra tiene capas como una cebolla. El núcleo interno sólido de hierro y 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 por una corteza rocosa fina, fría en la superficie.

La convección ocurre tanto en el núcleo externo, que hierve lentamente a medida que el calor del hierro cristalizado sale del núcleo interno, y en el manto, cuando la roca más caliente se mueve hacia arriba para llevar este calor desde el centro del planeta a la superficie.

Un nuevo modelo de sismólogos de UC Berkeley propone que el núcleo interno de la Tierra crece más rápido en su lado este (izquierda) que en su oeste.  La gravedad iguala el crecimiento asimétrico al empujar los cristales de hierro hacia los polos norte y sur (flechas)

Un nuevo modelo de sismólogos de UC Berkeley propone que el núcleo interno de la Tierra crece más rápido en su lado este (izquierda) que en su oeste. La gravedad iguala el crecimiento asimétrico al empujar los cristales de hierro hacia los polos norte y sur (flechas)

¿QUÉ ES EL CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA Y CÓMO NOS PROTEGE?

El campo magnético de la Tierra es una capa de carga eléctrica que rodea nuestro planeta.

El campo protege la vida en nuestro planeta porque desvía las partículas cargadas disparadas por el sol conocidas como «viento solar».

Sin esta capa protectora, estas partículas probablemente eliminarían la capa de ozono, nuestra única línea de defensa contra la radiación ultravioleta dañina.

Los científicos creen que el núcleo de la Tierra es responsable de crear su campo magnético.

A medida que el hierro fundido del núcleo exterior de la Tierra se escapa, crea corrientes de convección.

Estas corrientes generan corrientes eléctricas que crean el campo magnético en un proceso natural conocido como geodinamo.

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 en el este hacia el oeste dentro del 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, haciéndolo más hacia el oeste que hacia el 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 diferencia en los tiempos de viaje paralelos y perpendiculares al eje de rotación, aumenta con la profundidad.

La anisotropía más fuerte se desplaza hacia el oeste desde el eje de rotación de la Tierra en aproximadamente 250 millas.

El modelo de crecimiento del núcleo interno también establece límites en la proporción de níquel al 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 está cerca de la proporción de meteoritos metálicos que alguna vez fueron los núcleos 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 de importancia para los geodinámicos que estudian los procesos de dinamo en el núcleo externo».

Los hallazgos se presentarán en la revista Nature Geoscience.

EL NÚCLEO DE HIERRO LÍQUIDO DE LA TIERRA CREA EL CAMPO MAGNÉTICO

Se cree que el campo magnético de nuestro planeta se genera en las profundidades del núcleo de la Tierra.

Nadie ha viajado nunca al centro de la Tierra, pero al estudiar las ondas de choque de los terremotos, los físicos han podido determinar su estructura probable.

En el corazón de la Tierra hay un núcleo interno sólido, dos tercios del tamaño de la Luna, hecho principalmente de hierro.

A 5.700 ° C, este hierro está tan caliente como la superficie del Sol, pero la presión aplastante causada por la gravedad evita que se vuelva líquido.

Alrededor de esto está el núcleo externo hay una capa de hierro, níquel y pequeñas cantidades de otros metales de 1.242 millas (2.000 km) de espesor.

El metal aquí es fluido, debido a la menor presión que el núcleo interno.

Las diferencias de temperatura, presión y composición en el núcleo externo provocan corrientes de convección en el metal fundido a medida que la materia fría y densa se hunde y la materia cálida se eleva.

La fuerza de ‘Coriolis’, causada por el giro de la Tierra, también causa remolinos.

Este flujo de hierro líquido genera corrientes eléctricas, que a su vez crean campos magnéticos.

Los metales cargados que pasan a través de estos campos crean sus propias corrientes eléctricas, por lo que el ciclo continúa.

Este bucle autosuficiente se conoce como geodinamo.

La espiral causada por la fuerza de Coriolis significa que los campos magnéticos separados están aproximadamente alineados en la misma dirección, y su efecto combinado se suma para producir un vasto campo magnético que envuelve al planeta.



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