Extrañas estructuras en capas escondidas en el núcleo de la Tierra

El descubrimiento, publicado recientemente en Nature Communications, se suma a una serie de descubrimientos de los últimos años que han dejado muy claro que el centro de nuestro mundo es en realidad un lugar complejo y aún muy misterioso. No olvidemos nunca la clásica bola de metal inerte. El núcleo de la Tierra está vivo, cambia de forma, invierte su rotación y está lejos de ser uniforme, envuelto en capas como una cebolla metálica gigante.

El misterio de la “cebolla” metálica

Si lanzamos una pelota de tenis a través de un bosque de árboles cuidadosamente dispuestos, se moverá más rápido en una dirección que en otra. Lo mismo ocurre con las ondas sísmicas producidas por los terremotos. Los sismólogos saben desde hace mucho tiempo que cuando las ondas viajan paralelas al eje de rotación de la Tierra (de polo a polo), viajan entre un 3 y un 4 por ciento más rápido que cuando viajan a lo largo del plano ecuatorial. Esto se llama “anisotropía sísmica” y hasta ahora ha resultado difícil de explicar.

“Existen varias hipótesis sobre el origen de estas anisotropías”, explica la coautora del estudio Carmen Sánchez-Valle, del Instituto de Mineralogía de la Universidad de Münster. Dicho esto, las piezas del rompecabezas no encajan del todo. Para solucionar este problema, la investigadora y su equipo decidieron recrear el centro de la Tierra en el laboratorio. Utilizaron una “celda de yunque de diamante”, un dispositivo capaz de triturar pequeñas muestras a una presión un millón de veces la presión atmosférica mientras las calentaba a más de 800 grados Celsius.

El equipo probó aleaciones de hierro, silicio y carbono, que se cree que forman la “mezcla química” del núcleo. Lo que encontraron fue intrigante: al comprimir la mezcla, los cristales se alineaban de una manera específica que cambiaba la velocidad del sonido.

“Luego se analizaron los patrones de difracción para derivar las propiedades plásticas, específicamente el límite elástico y la viscosidad”, dijo Efim Kolesnikov, autor principal del estudio. Los investigadores dijeron que los datos mostraban que el núcleo tenía capas químicas. Es decir, el centro del núcleo será hierro casi puro (muy anisotrópico), mientras que las capas exteriores contendrán más silicio y carbono, suavizando el efecto. “El estudio sugiere que este patrón de anisotropía dependiente de la profundidad puede ser el resultado de la delaminación química durante la cristalización del núcleo”.

El núcleo en constante cambio

El núcleo en capas es sólo el último capítulo de una saga de descubrimientos sorprendentes. En los últimos años, el centro de la tierra nos ha estado enseñando una lección sobre humildad.

Por ejemplo, aprendimos que no es una esfera perfecta sino que cambia constantemente de forma. Así lo reveló un estudio de 2021, según el cual el núcleo de la Tierra está creciendo asimétricamente, a un ritmo más rápido debajo de Indonesia que debajo de Brasil. Es como si un lado de la Tierra “engordara” más que el otro. Entonces, ¿por qué no vivimos en un planeta deforme? Porque la gravedad se encarga de redistribuir el exceso de hierro, manteniendo la esfera, pero este proceso crea un flujo de calor que alimenta el campo magnético que nos protege de la radiación solar. Si los “motores” laterales se detienen, nuestra protección del espacio podría verse comprometida.

Si la forma del núcleo es extraña, la forma en que gira lo es aún más. De hecho, un equipo de investigadores de la Universidad del Sur de California demostró en 2022 que el núcleo de la Tierra oscila, cambiando de vez en cuando el sentido de su rotación, contrariamente al modelo más aceptado, según el cual el núcleo siempre gira más rápido que la superficie terrestre. Los investigadores demostraron sin lugar a dudas que el núcleo interno cambió de dirección durante un período de seis años entre 1969 y 1974, afectando la duración del día. Más recientemente, en 2024, se confirmó que la velocidad de giro del núcleo se estaba desacelerando por primera vez en décadas.

A él se le sumaron descubrimientos sobre su estructura. Porque resulta que el núcleo no es liso, sino que tiene una textura “rugosa”, como un denso bosque lleno de cristales de hierro que crecen como estalactitas metálicas.

consecuencias superficiales

¿Por qué nos importa lo que pasa allí? Explorar este mundo abisal a más de 5.000 kilómetros bajo nuestros pies nos dice que todo lo que allí sucede nos afecta. El núcleo, no hace falta decir más, es el “corazón” que mantiene vivo el campo magnético de la Tierra, un escudo invisible sin el cual la atmósfera sería barrida por el viento solar y la vida tal como la conocemos sería imposible.

Así que cada uno de estos descubrimientos (siendo el último jerárquico) es parte del mismo rompecabezas, tratando de explicar cómo funciona la “dinamo” de nuestro mundo. Ahora, al comprender la composición química del silicio y el carbono en el núcleo, como lo hicieron los investigadores de Münster, no sólo podemos comprender la geología, sino también descubrir las instrucciones de funcionamiento de las “naves espaciales” planetarias.

En los mapas medievales y renacentistas, las zonas inexploradas, peligrosas o desconocidas estaban marcadas con las palabras “Aquí hay dragones”, acompañadas de imágenes de criaturas míticas y monstruos marinos. Hoy, esa frontera ha cambiado y ya no es la frontera del océano, sino el centro de nuestro mundo, un lugar donde las leyes de la física se extienden hasta sus límites y cuyos secretos apenas estamos comenzando a comprender, a pesar de toda nuestra tecnología.