¡Caliente caliente!

Dispositivo denominado diamond anvil cell

De haber sabido que sería tan caliente allí abajo, Julio Verne lo hubiera pensado dos veces antes de embarcar a sus personajes en Un viaje al centro de la Tierra.

Como lo describe un estudio reciente, publicado en la revista Science, la temperatura en el núcleo terrestre alcanza los 6 000 grados centígrados, un millar de grados más de lo que habían estimado investigaciones anteriores.

Tan ardiente como la superficie del Sol, el núcleo sólido de hierro, de composición cristalina, está rodeado por un núcleo externo líquido que se encuentra constantemente en movimiento, acción que genera el campo magnético terrestre.

Un polémico debate ha surgido en las últimas décadas en torno a la posible temperatura a la cual ese cristal del núcleo sólido se puede formar. Y es ahora que comienza a arrojarse luz sobre el asunto, que es más «candente» de lo que se pensaba.

Según la BBC, en los años 90 se realizaron mediciones en las curvas de fundido del hierro, sobre las que se estimó una temperatura de 5 000 grados centígrados.

Agnes Dewaele, de la Agencia de Investigación Francesa, coautora de la nueva investigación, dijo a la BBC que «entonces era solo el principio de este tipo de mediciones, que fueron una primera estimación para determinar la temperatura dentro de la Tierra». Otros investigadores hicieron otras mediciones y cálculos por computadora y no se llegó a ningún acuerdo.

«Si bien el análisis de las ondas sísmicas en los terremotos puede proporcionar información sobre los procesos geológicos en las entrañas del planeta, no pueden indicar con exactitud su temperatura. Eso debe ser calculado en un laboratorio o a partir de modelos informáticos que simulan el interior de la Tierra», agregó.

Por ello Dewaele y su equipo acaban de reconsiderar esos 20 años de mediciones con el desarrollo de este nuevo experimento, realizado en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón en Francia (ERSF), que tiene una de las fuentes de rayos X más potentes del mundo.

Los investigadores básicamente simularon las condiciones extremas en que se encuentra el centro de nuestro planeta, donde un mar de hierro líquido rodea a una masa gigante de hierro sólido.

Durante el experimento, pequeñas muestras de hierro fueron sometidas a una intensa presión, con el fin de observar el proceso en el que esa materia cristalina se funde y forma un núcleo.

Equivalente a un millón de veces más que al nivel del mar, para replicar la enorme presión sobre el límite del núcleo terrestre los científicos se valieron de un dispositivo al que se conoce en inglés como diamond anvil cell, que consiste en una muestra pequeñísima de hierro sostenida entre las puntas de dos diamantes sintéticos de precisión mecanizada.

Mediante un láser, las muestras también fueron sometidas a altas temperaturas. Entonces los científicos emplearon los rayos X para realizar una «difracción», o sea, para desviar los rayos X sobre el núcleo de los átomos de hierro y así determinar el cambio en el patrón, a medida que el hierro se transformaba de sólido a líquido.

Son estos patrones de difracción los que arrojan la información que determina los estados del hierro parcialmente fundido, así como la temperatura a la que tiene lugar la transformación.

Sobre el impacto que pudiera tener el descubrimiento en la comunidad científica, la doctora Dewaele expresó: «La posibilidad de hallar la temperatura exacta del núcleo ayudará a lograr estimaciones aun más precisas a las disciplinas que estudian el interior del planeta, desde las que se encargan de monitorear terremotos hasta las que están pendientes de las variaciones en el campo magnético.

«Tenemos que darles respuestas a los geofísicos, a los sismólogos, a los geodinámicos. Necesitan ciertos datos con los que alimentar los modelos informáticos», enfatizó.

A pesar de haber fascinado a generaciones de científicos y literatos, el centro de la Tierra, a unos 3 000 kilómetros por debajo del nivel del mar, está todavía muy lejos del alcance del hombre.

Incluso con perforaciones remotamente controladas, lo más profundo que se ha conseguido penetrar hasta ahora han sido unos 12 kilómetros, tan solo un 0,2 por ciento del camino hacia el centro.

Hierro... hasta en la sopa

Uno de los hallazgos más relevantes sobre el «corazón» del planeta fue protagonizado por un equipo del Instituto Carnegie para la Ciencia, de Estados Unidos, quienes demostraron cómo uno de los componentes del centro de la Tierra, el óxido de hierro (FeO), experimenta cambios nunca antes vistos.

Según la revista Physical Review Letters, los investigadores sometieron la sustancia a condiciones similares a aquellas donde las capas más internas de la Tierra se juntan.

Cuando los metales se someten a presiones o temperaturas extraordinarias —refiere la publicación— ocurren cambios en las propiedades de los mismos, así como en su estructura atómica. Estas variaciones pueden verse reflejadas en cómo los átomos siguen patrones de ciertos cristales para ordenarse, o incluso en la disposición de las partículas subatómicas que rodean el núcleo.

En el caso del óxido de hierro, los científicos descubrieron que puede cambiar sus propiedades conductoras de la electricidad, o sea, metalizarse, sin variar su estructura atómica, y que puede ser conductor o aislante dependiendo exclusivamente de la temperatura y la presión.

«Nuestro estudio demuestra que el óxido de hierro se metaliza sin ningún cambio de estructura, pero que se requiere una combinación de temperatura y presión», explicó Ronald Cohen, coautor del estudio.

«A altas temperaturas, los átomos en los cristales de óxido de hierro se ordenan con la misma estructura que la sal de mesa. Al igual que esta sal, el óxido de hierro es un buen aislante a temperatura ambiente y no conduce la electricidad.

Al decir de los especialistas, el hecho de que el óxido se comporte como un metal significa que conecta electrónicamente al núcleo y el manto, afectando la forma en la que el campo magnético llega a la superficie de la Tierra y más allá.

Curiosidades sobre la Tierra

•El diámetro en el Ecuador es unos 43 kilómetros mayor que el diámetro de un polo a otro.

•La frontera entre la atmósfera y el espacio se denomina línea de Karmán, y se ubica a cien kilómetros de altitud. El 75 por ciento de masa atmosférica se encuentra en los primeros 11 kilómetros de altura desde la superficie del mar.

•La Gran Barrera de Coral, frente a las costas de Australia, es la mayor estructura única formada por organismos vivos del planeta. Se extiende por más de 2 000 kilómetros y puede verse desde el espacio.

•La temperatura más alta en el mundo se registró en el Valle de la Muerte, en Estados Unidos, donde el 10 de julio de 1913 el termómetro subió hasta los 56,7 grados centígrados. En el otro extremo se encuentra la Antártida. En la estación Vostok, el 31 de julio de 1983, los instrumentos de medición llegaron a marcar unos –89,2 grados centígrados.

• Los elementos químicos más presentes en el planeta son el hierro (32 por ciento), el oxígeno (30 por ciento) y el silicio (15 por ciento). Se estima que el 88 por ciento del núcleo terrestre está compuesto por hierro.