La evolución de nuestra Tierra es la historia de su enfriamiento: hace 4.500 millones de años, la superficie de la joven Tierra imperaba en temperaturas extremas y estaba cubierta por un profundo océano de magma. Durante millones de años, la superficie del planeta se enfriópara formar una corteza quebradiza. Sin embargo, la enorme energía térmica que emana del interior de la Tierra pone en marcha procesos dinámicos, como la convección del manto, la tectónica de placas y el vulcanismo.
Aún sin respuesta, sin embargo, están las preguntas de qué tan rápido se enfrió la Tierra y cuánto tiempo podría tomar este enfriamiento continuo para detener los procesos impulsados por el calor antes mencionados.
Una posible respuesta puede estar en la conductividad térmica de los minerales que forman el límite entre el núcleo y el manto de la Tierra.
Esta capa límite es relevante porque es aquí donde la roca viscosa del manto de la Tierra está en contacto directo con el fundido de hierro y níquel caliente del núcleo exterior del planeta. El gradiente de temperatura entre las dos capas es muy pronunciado, por lo que haypotencialmente mucho calor que fluye aquí. La capa límite está formada principalmente por el mineral bridgmanita. Sin embargo, los investigadores tienen dificultades para estimar cuánto calor conduce este mineral desde el núcleo de la Tierra hasta el manto porque la verificación experimental es muy difícil.
Ahora, el profesor de ETH Motohiko Murakami y sus colegas de Carnegie Institution for Science han desarrollado un sofisticado sistema de medición que les permite medir la conductividad térmica de la bridgmanita en el laboratorio, bajo las condiciones de presión y temperatura que prevalecen dentro de la Tierra. Para elmediciones, utilizaron un sistema de medición de absorción óptica desarrollado recientemente en una unidad de diamante calentada con un láser pulsado.
"Este sistema de medición nos permite mostrar que la conductividad térmica de la bridgmanita es aproximadamente 1,5 veces más alta de lo que se suponía", dice Murakami. Esto sugiere que el flujo de calor desde el núcleo hacia el manto también es más alto de lo que se pensaba anteriormente. Mayor flujo de calor,a su vez, aumenta la convección del manto y acelera el enfriamiento de la Tierra. Esto puede causar que la tectónica de placas, que se mantiene por los movimientos convectivos del manto, se desacelere más rápido de lo que esperaban los investigadores en función de los valores anteriores de conducción de calor.
Murakami y sus colegas también han demostrado que el enfriamiento rápido del manto cambiará las fases minerales estables en el límite entre el núcleo y el manto. Cuando se enfría, la bridgmanita se convierte en el mineral posperovskita. Pero tan pronto como aparece la posperovskita enel límite entre el núcleo y el manto y comienza a dominar, el enfriamiento del manto podría acelerarse aún más, estiman los investigadores, ya que este mineral conduce el calor incluso más eficientemente que la bridgmanita.
"Nuestros resultados podrían darnos una nueva perspectiva sobre la evolución de la dinámica de la Tierra. Sugieren que la Tierra, al igual que los otros planetas rocosos Mercurio y Marte, se está enfriando y quedando inactivo mucho más rápido de lo esperado", explica Murakami.
Sin embargo, no puede decir cuánto tiempo tomará, por ejemplo, para que se detengan las corrientes de convección en el manto. "Todavía no sabemos lo suficiente sobre este tipo de eventos para precisar su momento".para una mejor comprensión de cómo funciona la convección del manto en términos espaciales y temporales. Además, los científicos necesitan aclarar cómo la descomposición de los elementos radiactivos en el interior de la Tierra, una de las principales fuentes de calor, afecta la dinámica del manto.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por ETH Zúrich. Original escrito por Peter Rueegg. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
referencia de diario:
Citar esta página:
Visita Nuevo científico for more global science stories >>>