El núcleo interno de la Tierra es ‘superiónico’, un estado de la materia entre sólido y líquido, según estudio

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El núcleo interno de la Tierra es ‘superiónico’, un estado de la materia entre sólido y líquido, según estudio

Estructura interior de la Tierra y núcleo interior superiónico. / IGCAS

El núcleo interno de la Tierra no sería de «hierro sólido» después de todo. Simulaciones realizadas por un equipo de investigadores en China sugieren que el núcleo sería entre sólido y líquido, un estado llamado «superiónico». La información se publicó en Nature.

Por ahora no podemos perforar los 6.371 km hasta el centro de la Tierra para verificar qué está pasando. Por eso, los científicos usan las ondas sísmicas de los terremotos para comprender la composición de nuestro planeta.

Sin embargo, incluso con estas medidas, el núcleo interno sigue siendo un misterio. En la década de 1930, la evidencia indirecta sugirió que podría ser sólido, y unas décadas más tarde se pensó que era un hierro cristalino. Pero todavía no sabemos qué está pasando allí abajo.

Lo que sí conocemos es que el núcleo interno es blando, y que no puede ser simplemente hierro sólido o aleación de hierro. Algunos científicos piensan que quizá habría un segundo núcleo interno, mientras que otros piensan que debido a la menor densidad de lo que se esperaría del hierro puro solo, tendría algunos elementos ligeros como una aleación.

Estado superiónico

Ahora, un nuevo estudio, dirigido por Yu He de la Academia de Ciencias de China, ha investigado la fase potencial de la materia en la que puede existir esta mezcla de elementos. El equipo llegó a la sugerencia de que el estado sólido del núcleo podría ser realmente un estado superiónico.

Encontraron que el hidrógeno, oxígeno y carbono en el hierro compacto hexagonal se transforman en un estado superiónico en las condiciones del núcleo interno, “mostrando altos coeficientes de difusión como un líquido», escriben. «Esto sugiere que el núcleo interno puede estar en un estado superiónico en lugar de un estado sólido normal», agregan.

Superiónico es otro estado de la materia, junto con sólido, líquido y gas. Por ejemplo, en el hielo superiónico las temperaturas y presiones extremadamente altas rompen cada molécula, dejando que los iones de oxígeno formen un sólido. Los iones de hidrógeno, por su parte, flotan más como un líquido.

Simulaciones

Los autores utilizaron simulaciones por computadora de cómo las ondas sísmicas viajarían a través de diferentes combinaciones de elementos en el núcleo interno caliente de la Tierra. Descubrieron que las aleaciones de hierro con carbono, hidrógeno y oxígeno podrían funcionar de la misma manera que el hielo superiónico.

Los átomos de hierro eran «sólidos» en la estructura de red cristalina. Por su parte, las moléculas de carbono, hidrógeno y oxígeno se difundirían a través del medio, creando el elemento líquido.

«Es bastante anormal», dijo He. «La solidificación del hierro en el límite del núcleo interno no cambia la movilidad de estos elementos livianos, y la convección de los elementos livianos es continua en el núcleo interno».

Aun así, el debate sobre el núcleo de la Tierra está lejos de ser culminado. Las conclusiones del artículo brindan un buen modelo para este hierro puro más suave y menos denso. Sin embargo, no responde la pregunta de por qué el núcleo interno es aparentemente desigual en todas partes.

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