El núcleo de la Tierra consiste principalmente en una enorme bola de metal líquido que se encuentra a 3000 km por debajo de su superficie, rodeada por un manto de roca caliente. Notablemente, a profundidades tan grandes, tanto el núcleo como el manto están sujetos a presiones y temperaturas extremadamente altas.Además, la investigación indica que el flujo lento y lento de las rocas flotantes calientes, que se mueven varios centímetros por año, aleja el calor del núcleo a la superficie, lo que resulta en un enfriamiento muy gradual del núcleo a lo largo del tiempo geológico.para lo cual el núcleo de la Tierra se ha enfriado desde su formación es un área de intenso debate entre los científicos de la Tierra.
En 2013, Kei Hirose, ahora Director del Earth-Life Science Institute ELSI en el Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech, informó que el núcleo de la Tierra puede haberse enfriado hasta 1000 grados Celsius desde su formación 4.5 mil millonesaños atrás. Esta gran cantidad de enfriamiento sería necesaria para sostener el campo geomagnético, a menos que hubiera otra fuente de energía aún no descubierta. Estos resultados fueron una gran sorpresa para la comunidad de la Tierra profunda y crearon lo que Peter Olson de la Universidad Johns Hopkins refiriócomo "la nueva paradoja del calor del núcleo" en un artículo publicado en Ciencia
El enfriamiento del núcleo y las fuentes de energía para el campo geomagnético no fueron los únicos problemas difíciles que enfrentó el equipo. Otra cuestión sin resolver fue la incertidumbre sobre la composición química del núcleo. "El núcleo es principalmente hierro y algo de níquel, pero también contiene alrededor de 10% de aleaciones ligeras como silicio, oxígeno, azufre, carbono, hidrógeno y otros compuestos ", Hirose, autor principal del nuevo estudio que se publicará en la revista Naturaleza . "Creemos que muchas aleaciones están presentes simultáneamente, pero no sabemos la proporción de cada elemento candidato"
Ahora, en esta última investigación llevada a cabo en el laboratorio de Hirose en ELSI, los científicos utilizaron diamantes cortados con precisión para exprimir pequeñas muestras del tamaño del polvo a las mismas presiones que existen en el núcleo de la Tierra. Las altas temperaturas en el interior de la Tierra fueroncreado al calentar muestras con un rayo láser. Al realizar experimentos con una gama de probables composiciones de aleación en una variedad de condiciones, Hirose y sus colegas están tratando de identificar el comportamiento único de diferentes combinaciones de aleación que coinciden con el entorno distinto que existe en el núcleo de la Tierra.
La búsqueda de aleaciones comenzó a producir resultados útiles cuando Hirose y sus colaboradores comenzaron a mezclar más de una aleación. "En el pasado, la mayoría de las investigaciones sobre aleaciones de hierro en el núcleo se han centrado solo en el hierro y una sola aleación", dice Hirose"Pero en estos experimentos decidimos combinar dos aleaciones diferentes que contienen silicio y oxígeno, que creemos que existen en el núcleo".
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que cuando examinaban las muestras en un microscopio electrónico, las pequeñas cantidades de silicio y oxígeno en la muestra inicial se habían combinado para formar cristales de dióxido de silicio, la misma composición que el cuarzo mineral encontrado en elSuperficie de la tierra.
"Este resultado demostró ser importante para comprender la energía y la evolución del núcleo", dice John Hernlund de ELSI, coautor del estudio. "Estábamos entusiasmados porque nuestros cálculos mostraron que la cristalización de los cristales de dióxido de silicio del núcleo podríaproporcionan una inmensa fuente de energía nueva para alimentar el campo magnético de la Tierra ". El impulso adicional que proporciona es suficiente para resolver la paradoja de Olson.
El equipo también ha explorado las implicaciones de estos resultados para la formación de la Tierra y las condiciones en el Sistema Solar temprano. La cristalización cambia la composición del núcleo al eliminar el silicio y el oxígeno disueltos gradualmente con el tiempo. Finalmente, el proceso de cristalización se detendrácuando el núcleo se quede sin su antiguo inventario de silicio u oxígeno.
"Incluso si tiene silicio presente, no puede hacer cristales de dióxido de silicio sin tener también algo de oxígeno disponible", dice el científico de ELSI George Helffrich, quien modeló el proceso de cristalización para este estudio. "Pero esto nos da pistas sobre el originalconcentración de oxígeno y silicio en el núcleo, porque solo algunas relaciones silicio: oxígeno son compatibles con este modelo "
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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