Lo mismo ocurre con el interior del planeta Tierra, que tiene un núcleo que ha permanecido extremadamente caliente durante más de 4.500 millones de años, pero que lenta e inevitablemente se va enfriando.

El núcleo de la Tierra es clave para la vida, así que si algún día se apaga, el planeta mismo se convertirá en una gigantesca roca fría e inerte.

Ahora, en una reciente investigación, un equipo de científicos calculó que ese enfriamiento está ocurriendo más rápido de lo que se creía.

Este enfriamiento ocurre en escalas de miles de millones de años, así que por más rápido que fuera, ninguno de nosotros estaremos vivos para ver cómo sería esa fría muerte del planeta.

Los expertos, sin embargo, coinciden en que investigar estos procesos naturales es clave para comprender mejor la evolución de la Tierra y los fenómenos que afectan la vida en el planeta.

¿En qué consiste este enfriamiento y cómo descubrieron que es más rápido de lo que se pensaba?

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El interior de la Tierra

El núcleo de la Tierra es una región ubicada a casi 3.000 km de profundidad de la corteza terrestre, con un radio de 3.500 km.

Las temperaturas del núcleo pueden fluctuar entre los 4.400° C y los 6.000° C, una temperatura similar a la del Sol.

El núcleo interno es una esfera sólida, compuesta mayormente de hierro.

El núcleo externo está hecho de un líquido maleable compuesto de hierro y níquel.

Es en el núcleo externo donde se forma el campo magnético de la Tierra, que protege al planeta de los peligrosos vientos solares.

La colosal cantidad de energía térmica que emana del interior del planeta pone en marcha fenómenos como la tectónica de placas y la actividad volcánica.

Además, en la fronteras del núcleo ocurre un proceso que fue la clave del nuevo estudio: la convección del manto, que se refiere a la transferencia de calor desde el núcleo hacia el manto.

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La frontera del núcleo

Los científicos no saben con precisión cuánto tiempo tomará para que la Tierra se enfríe al punto que dejen de ocurrir los fenómenos naturales que impulsa el núcleo, o que desapareciera el campo magnético, por ejemplo.

Un equipo del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich (ETH) y de la Institución Carnegie de Ciencia, en Estados Unidos, cree que la clave para resolver ese misterio está en los minerales que transportan calor del núcleo hacia el manto.

Esta región fronteriza está formada principalmente por un mineral llamado bridgmanita, que tiene una estructura de cristal y solo puede existir bajo grandes presiones, a partir de unos 700 km de profundidad.

No existe ninguna tecnología que permita excavar y estudiar los minerales a esa profundidad, así que Motohiko Murakami, profesor del ETH, diseñó un experimento para simular esas condiciones en el laboratorio.

Presión y temperatura

Murakami y sus colegas idearon un método para medir la cantidad de calor que puede conducir la bridgmanita.

Lo que hicieron fue fabricar un diamante de bridgmanita a partir de los elementos que lo componen.

Luego insertaron el cristal en un dispositivo que simula la presión y la temperatura que prevalecen en el interior de la Tierra.

Dentro del dispositivo, disparaban pulsos de rayos láser que irradiaban y calentaban el mineral, en un proceso conocido como “medición de absorción óptica”.

De esa manera, podían ver cómo reaccionaba el mineral a distintas presiones y temperaturas.

“Este sistema de medición nos permitió mostrar que la conductividad térmica de la bridgmanita es aproximadamente 1,5 veces mayor de lo que se suponía“, dice Murakami en un comunicado.

Según el investigador, esto indica que el flujo de calor desde el núcleo hacia el manto también es mayor de lo que se pensaba.

El resultado del experimento sugiere que entre más rápido se transfiere el calor desde el núcleo hacia el manto, más rápido se pierde el calor en el núcleo, lo cual acelera el enfriamiento de la Tierra.

Además, los autores creen que este enfriamiento cambiaría la composición de los minerales en el manto.

Cuando la bridgmanita se enfría, se convierte en otro mineral llamado post-perovskita.

La post-perovskita conduce el calor de manera mucho más eficiente que la bridgmanita, así que a medida que la bridgmanita de la frontera entre el núcleo y el manto se va convirtiendo en post-perovskita, el enfriamiento de la Tierra sería aún más rápido, indican los investigadores.

¿Destinado a morir?

Este enfriamiento más rápido puede tener varias consecuencias, indican los autores del estudio.

Por un lado, puede causar que las placas tectónicas, que se mantienen en movimiento por el flujo del manto, se desaceleren más rápido de lo que esperaba.

“Nuestros resultados podrían darnos una nueva perspectiva sobre la evolución de la dinámica de la Tierra”, explica Murakami.

Murakami, sin embargo, advierte que en este momento no pueden estimar cuánto tiempo tomará ese enfriamiento con el que se detendría la actividad en el manto.

Para ello, necesitan entender mejor las dinámicas del manto y las reacciones de los elementos que lo componen.

“Este estudio ofrece una nueva visión del principal proceso geológico que afecta a los planetas rocosos (como la Tierra): la velocidad a la que se enfrían”, le dice a BBC Mundo Paul Byrne, profesor de Ciencias Planetarias y de la Tierra en la Universidad Washington en San Luis, Estados Unidos, quien no estuvo involucrado en la investigación.

“Marte, Mercurio y la Luna se han enfriado tanto durante los últimos 4.500 millones de años que, geológicamente hablando, son esencialmente inertes“.

Por eso, a diferencia de la Tierra, Marte, Mercurio y la Luna no tienen placas tectónicas, explica el experto.

“¿Es ese el destino que le espera a nuestro mundo?”, se pregunta Byrne.

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Regresa a tus épocas de colegio y trata de recordar lo que te enseñaron sobre las capas que conforman el planeta Tierra.

Si no recuerdas nada no te preocupes, pues un nuevo hallazgo sugiere que debemos replantear lo que hasta ahora sabíamos del núcleo interno del planeta.

Un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Australia afirma que obtuvieron las pruebas para confirmar que el centro de la Tierra es sólido, algo que hasta ahora era solo una sospecha.

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Descubrieron, además, que es sólido y más blando de lo que se pensaba.

“Esto significa que se puede deformar más fácilmente y tiene varias implicaciones para entender sus composición mineral y el interior profundo de la Tierra”, le dice a BBC Mundo el ingeniero físico Hrvoje Tkalčić, coautor de la investigación.

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Entre las implicaciones que menciona Tkalčić están la comprensión de fenómenos como la rotación del núcleo central respecto al manto de la Tierra, los cambios en la duración de los días y el campo geomagnético que influye directamente sobre la vida en la superficie de la Tierra.

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“El núcleo central de la Tierra es una profunda cápsula del tiempo, desde la cual podemos entender el pasado, el presente y el futuro del planeta”, dice Tkalčić.

¿Cómo lo lograron?

Tkalčić describe el núcleo central como “un planeta dentro de un planeta”.

“Es una esfera caliente con una masa de cien quintillones (1 seguido de 30 ceros) de toneladas de hierro y níquel que yace a 5.150 kilómetros debajo de nuestros pies, a la espera de ser descubierta”.

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Por ahora llegar a esas profundidades resulta imposible, así que la manera de aprender del núcleo interno es a través de las ondas sísmicas.

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La clave estuvo en analizar las llamadas “ondas J”, un tipo de onda que solo puede viajar a través de objetos sólidos.

Hasta ahora, la rigidez del núcleo central no estaba bien determinada porque no había una observación directa de las ondas que lo atraviesan.

“Con este estudio lo logramos”, explica Tkalčić. “Detectamos la presencias de ondas J, medimos su velocidad en el núcleo central y con base en ello, obtuvimos una medida de su rigidez”.

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De acuerdo con la revista Science, donde fue publicado el estudio, este hallazgo “concluye 80 años de búsqueda de la prueba de la solidez del núcleo central”.

Las ondas J del interior de la Tierra son tan pequeñas y débiles que siempre ha sido el “Santo Grial” que los sismólogos han querido hallar.

En este caso, en vez de buscar la llegada directa de ondas J, Tkalčić y su colega Thanh-Son Phạm se enfocaron en hallar las similitudes entre varios de sismogramas ubicados en distintas partes del mundo.

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Esto les permitió construir una “huella digital” de las ondas sísmicas de la Tierra, a partir de la cual pudieron detectar las ondas J y medir su velocidad con una certeza sin precedentes.

¿Qué sigue?

El hallazgo, aunque resulta prometedor, hace que surjan nuevas preguntas.

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“Aún nos queda saber cuál es la causa física de que el núcleo central sea menos rígido de lo que esperábamos”, dice Tkalčić.

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“Aún estamos en una etapa de descubrimiento sobre su composición química, qué otros elementos además del hierro y el níquel la componen, de qué tamaño son los granos, qué tan rápido se solidifican, qué tan viejos son…”.

En todo caso Tkalčić es optimista.

“La comprensión de otros planetas se basa en la comprensión de nuestro propio planeta, y un día, cuando la humanidad se embarque en ese viaje espacial en busca de nuevos mundos, ese viaje será posible gracias a este conocimiento”.