El núcleo interno de la Tierra puede ser más blando de lo que se pensaba
Una nueva técnica que se adentra en el interior más profundo de nuestro planeta sugiere que el corazón de la Tierra no es lo que parece.
Hrvoje Tkalčić y Thanh-Son Phạm, de la Universidad Nacional de Australia, volvieron a analizar los ecos de terremotos masivos que rebotan en el interior del planeta. Propusieron que el núcleo interno sólido es más suave de lo que se pensaba anteriormente.
El nuevo método, plantea la pregunta a saber: ¿qué está pasando ahí abajo?
"Originalmente se pensó que el núcleo interno sólido podría ser hierro puro, pero eso no está garantizado", dijo Louis Moresi, geofísico de la Universidad de Melbourne. "Tal vez eso es todo lo que ahora está abierto por este nuevo trabajo".
Separando las capas de la Tierra
Para tener una idea de la estructura de lo que está dentro de nuestro planeta, los sismólogos analizan las ondas sísmicas producidas por los terremotos. "Después de grandes terremotos, la tierra oscila, como una campana", dijo el profesor Tkalčić.
Una red global de instrumentos llamados sismómetros capta los débiles temblores y estremecimientos que viajan alrededor y a través de la Tierra.
No es una técnica nueva; Los sismómetros han existido desde 1880.
Hasta la década de 1930, los científicos pensaron que la Tierra tenía una gran reserva de roca líquida en su centro, que estaba envuelta en un manto sólido y cubierta por una corteza.
Pero después del terremoto de magnitud 7.3 de 1929 que azotó la Isla Sur de Nueva Zelanda, los instrumentos en Europa registraron ondas que no deberían haber sido posibles si el núcleo fuera líquido.
La sismóloga danesa Inge Lehmann se dio cuenta de que debería de haber una componente sólida en alguna parte. En 1936, publicó su descubrimiento: que la Tierra tenía un núcleo interno. Unos años más tarde, el físico mineral estadounidense Francis Birch postuló que el núcleo interno estaba hecho de hierro sólido. Y ahora pensamos que el núcleo externo líquido está dispuesto en columnas giratorias que generan el campo magnético de la Tierra. "Los fluidos en rotación conducen la electricidad y generan campos magnéticos. Es una especie de dinamo autosuficiente que vemos en otros lugares como el Sol y Júpiter", dijo el Profesor Moresi.
"Un componente realmente importante del núcleo de la Tierra es el hecho de que el núcleo interno existe. "Acomoda gran parte del flujo de fluido en este conjunto de cilindros bastante estables. "Pero si quiere estudiar el núcleo interno, primero se debe estudiar a través del núcleo externo, así que eso lo hace aún más difícil".
Ondas sísmicas
Los terremotos generan dos tipos principales de ondas sísmicas. Las ondas P, u ondas primarias, son ondas de compresión que se desplazan a través del material, como las ondas de sonido en el aire. Pueden viajar a través de sólidos, líquidos y gases. Las ondas P son seguidas por las ondas S de movimiento más lento u ondas secundarias. Estas son las ondas que sacuden el suelo hacia arriba y hacia abajo o de lado a lado. A diferencia de las ondas P, las ondas S solo pueden viajar a través de material sólido.
Ondas S y ondas P
Para investigar el núcleo, los científicos analizan cómo las ondas S y P rebotan alrededor y a través del planeta. Durante décadas, los sismólogos han buscado signos de ondas S en el núcleo interno. Su velocidad proporciona información sobre la dureza o rigidez del material. Y aunque las ondas S no pueden viajar a través del núcleo externo líquido, existen en el núcleo interno sólido.
Esto se debe a que cuando una onda P que viaja a través del núcleo externo y golpea el núcleo interno, parte de su energía se convierte en ondas S. Esas ondas S pueden propagarse a través del núcleo interno hasta que tocan el núcleo externo líquido, donde se convierten nuevamente en ondas P.
Como ver lo invisible
Para extraer información sobre las ondas S del núcleo interno, el profesor Tkalčić y su estudiante Phạm de doctorado, volvieron a analizar datos históricos de terremotos de al menos 6.8 de magnitud registrados entre 2010 y 2016. Pero en lugar de examinar las propiedades de las señales individuales, analizaron las similitudes entre pares de formas de onda. Esto produjo construcciones matemáticas llamadas "correlogramas globales", cuyo par se usó para calcular la velocidad de las ondas S a través del núcleo interno.
Resultó que las ondas S eran alrededor de un 2.5% más lentas de lo que se pensaba. Y como las ondas S se mueven más rápido a través de un material más rígido, se deduce que el núcleo interno también es más blando de lo que se pensaba anteriormente.
¿Qué está causando este fenómeno?
El nuevo trabajo no lo dice con seguridad, dijo el profesor Tkalčić, y es el tema del debate en curso. Podría ser una propiedad intrínseca del hierro en las condiciones de temperatura y presión en el centro de la Tierra. O podría ser que las bolsas de material fundido, enriquecidas con elementos más ligeros, queden atrapadas dentro del núcleo interno.
Un mejor mapa para el interior de la tierra
Tener una mejor idea del centro de la Tierra significa que los geofísicos pueden afinar sus modelos de referencia, dijo el profesor Moresi.
"Si mides las ondas que atraviesan el núcleo o rebotan en él, podemos usarlas para obtener imágenes en otros lugares", dijo. "Pero si no hemos entendido completamente las propiedades del núcleo, entonces podría haber errores". Comprender las propiedades del núcleo también ayudará a determinar si está girando más rápido que el manto subyacente. Y podríamos obtener una imagen más precisa en los próximos años.
El profesor Tkalčić y su equipo pronto instalarán una red de sismómetros en y alrededor de la isla Macquarie, a una distancia media entre Nueva Zelanda y la Antártida. Es un área con muchos terremotos, pero muy poco instrumentado.
El experimento de un año no solo nos ayudará a comprender lo que está sucediendo debajo de la superficie en esa parte del mundo, sino que también se sumará a nuestro conocimiento sobre el núcleo. El profesor Tkalčić dijo que será "como un gran telescopio que apunta hacia el centro de la tierra".
Hrvoje Tkalčić. Shear properties of Earth’s inner core constrained by a detection of J waves in global correlation wavefield. AAAS. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aau7649
Hrvoje Tkalčić y Thanh-Son Phạm, de la Universidad Nacional de Australia, volvieron a analizar los ecos de terremotos masivos que rebotan en el interior del planeta. Propusieron que el núcleo interno sólido es más suave de lo que se pensaba anteriormente.
El nuevo método, plantea la pregunta a saber: ¿qué está pasando ahí abajo?
"Originalmente se pensó que el núcleo interno sólido podría ser hierro puro, pero eso no está garantizado", dijo Louis Moresi, geofísico de la Universidad de Melbourne. "Tal vez eso es todo lo que ahora está abierto por este nuevo trabajo".
Separando las capas de la Tierra
Para tener una idea de la estructura de lo que está dentro de nuestro planeta, los sismólogos analizan las ondas sísmicas producidas por los terremotos. "Después de grandes terremotos, la tierra oscila, como una campana", dijo el profesor Tkalčić.
Una red global de instrumentos llamados sismómetros capta los débiles temblores y estremecimientos que viajan alrededor y a través de la Tierra.
No es una técnica nueva; Los sismómetros han existido desde 1880.
Hasta la década de 1930, los científicos pensaron que la Tierra tenía una gran reserva de roca líquida en su centro, que estaba envuelta en un manto sólido y cubierta por una corteza.
Pero después del terremoto de magnitud 7.3 de 1929 que azotó la Isla Sur de Nueva Zelanda, los instrumentos en Europa registraron ondas que no deberían haber sido posibles si el núcleo fuera líquido.
La sismóloga danesa Inge Lehmann se dio cuenta de que debería de haber una componente sólida en alguna parte. En 1936, publicó su descubrimiento: que la Tierra tenía un núcleo interno. Unos años más tarde, el físico mineral estadounidense Francis Birch postuló que el núcleo interno estaba hecho de hierro sólido. Y ahora pensamos que el núcleo externo líquido está dispuesto en columnas giratorias que generan el campo magnético de la Tierra. "Los fluidos en rotación conducen la electricidad y generan campos magnéticos. Es una especie de dinamo autosuficiente que vemos en otros lugares como el Sol y Júpiter", dijo el Profesor Moresi.
"Un componente realmente importante del núcleo de la Tierra es el hecho de que el núcleo interno existe. "Acomoda gran parte del flujo de fluido en este conjunto de cilindros bastante estables. "Pero si quiere estudiar el núcleo interno, primero se debe estudiar a través del núcleo externo, así que eso lo hace aún más difícil".
Ondas sísmicas
Los terremotos generan dos tipos principales de ondas sísmicas. Las ondas P, u ondas primarias, son ondas de compresión que se desplazan a través del material, como las ondas de sonido en el aire. Pueden viajar a través de sólidos, líquidos y gases. Las ondas P son seguidas por las ondas S de movimiento más lento u ondas secundarias. Estas son las ondas que sacuden el suelo hacia arriba y hacia abajo o de lado a lado. A diferencia de las ondas P, las ondas S solo pueden viajar a través de material sólido.
Ondas S y ondas P
Para investigar el núcleo, los científicos analizan cómo las ondas S y P rebotan alrededor y a través del planeta. Durante décadas, los sismólogos han buscado signos de ondas S en el núcleo interno. Su velocidad proporciona información sobre la dureza o rigidez del material. Y aunque las ondas S no pueden viajar a través del núcleo externo líquido, existen en el núcleo interno sólido.
Esto se debe a que cuando una onda P que viaja a través del núcleo externo y golpea el núcleo interno, parte de su energía se convierte en ondas S. Esas ondas S pueden propagarse a través del núcleo interno hasta que tocan el núcleo externo líquido, donde se convierten nuevamente en ondas P.
Como ver lo invisible
Para extraer información sobre las ondas S del núcleo interno, el profesor Tkalčić y su estudiante Phạm de doctorado, volvieron a analizar datos históricos de terremotos de al menos 6.8 de magnitud registrados entre 2010 y 2016. Pero en lugar de examinar las propiedades de las señales individuales, analizaron las similitudes entre pares de formas de onda. Esto produjo construcciones matemáticas llamadas "correlogramas globales", cuyo par se usó para calcular la velocidad de las ondas S a través del núcleo interno.
Resultó que las ondas S eran alrededor de un 2.5% más lentas de lo que se pensaba. Y como las ondas S se mueven más rápido a través de un material más rígido, se deduce que el núcleo interno también es más blando de lo que se pensaba anteriormente.
¿Qué está causando este fenómeno?
El nuevo trabajo no lo dice con seguridad, dijo el profesor Tkalčić, y es el tema del debate en curso. Podría ser una propiedad intrínseca del hierro en las condiciones de temperatura y presión en el centro de la Tierra. O podría ser que las bolsas de material fundido, enriquecidas con elementos más ligeros, queden atrapadas dentro del núcleo interno.
Un mejor mapa para el interior de la tierra
Tener una mejor idea del centro de la Tierra significa que los geofísicos pueden afinar sus modelos de referencia, dijo el profesor Moresi.
"Si mides las ondas que atraviesan el núcleo o rebotan en él, podemos usarlas para obtener imágenes en otros lugares", dijo. "Pero si no hemos entendido completamente las propiedades del núcleo, entonces podría haber errores". Comprender las propiedades del núcleo también ayudará a determinar si está girando más rápido que el manto subyacente. Y podríamos obtener una imagen más precisa en los próximos años.
El profesor Tkalčić y su equipo pronto instalarán una red de sismómetros en y alrededor de la isla Macquarie, a una distancia media entre Nueva Zelanda y la Antártida. Es un área con muchos terremotos, pero muy poco instrumentado.
El experimento de un año no solo nos ayudará a comprender lo que está sucediendo debajo de la superficie en esa parte del mundo, sino que también se sumará a nuestro conocimiento sobre el núcleo. El profesor Tkalčić dijo que será "como un gran telescopio que apunta hacia el centro de la tierra".
Hrvoje Tkalčić. Shear properties of Earth’s inner core constrained by a detection of J waves in global correlation wavefield. AAAS. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aau7649
