Nueva teoría explica por qué el núcleo de la Tierra no se derrite

Los geólogos estiman que el núcleo de la Tierra es un sofocante 5,700 K (5,427° C, 9,800° F), ponerlo sobre la par con la superficie de la Sun - y sin embargo, el núcleo interno es una bola sólida de hierro. Por qué no Licuar es un poco un misterio, pero ahora un estudio de KTH Royal Institute of Technology propone una nueva teoría, la simulación de cómo el hierro sólido puede permanecer atómicamente estable bajo tales condiciones extremas.

Aquí, en la superficie de la Tierra, los átomos de hierro se organizan en cubos, en lo que se conoce como un cuerpo cúbica centrada (BCC) fase. Desde este estado es un producto de la temperatura ambiente y presión normal, los científicos han creído durante mucho tiempo que el hierro no podría existir en esta forma en las temperaturas de asar a la parrilla y una intensa presión en el centro del planeta. En esas condiciones, se esperaba que la arquitectura de cristal de hierro para asumir la forma de un hexágono, en un estado llamado el hexagonal embalado- (HCP) fase.

Utilizando el superordenador Triolith sueca, el nuevo estudio de KTH crujía grandes volúmenes de datos que previamente se había analizado. Los datos indicaron que el núcleo se compone de probable 96 por ciento de hierro puro, con el cuatro por ciento restante compone de níquel y algunos elementos ligeros. Pero lo mas importante, el estudio encontró que BCC hierro de hecho puede existir en el núcleo, con su estructura cristalina restante estable gracias a las propias características que se suponía anteriormente desestabilizarlo.

“En condiciones en núcleo de la Tierra, BCC hierro exhibe un patrón de difusión atómica nunca antes observada,” dice Anatoly Belonoshko, uno de los autores del estudio. “Parece ser que los datos experimentales que confirman la estabilidad de hierro BCC en el núcleo estaban delante de nosotros - que simplemente no sabemos lo que realmente quería decir.”

Las estructuras cristalinas pueden ser considerados como siendo dividido en “aviones” de átomos - que es, capas bidimensionales de átomos. Asi que, átomos de hierro en una fase cúbica están dispuestos en dos planos de cuatro átomos, que constituyen las ocho esquinas de un cubo. Estas estructuras son normalmente bastante inestable, con planos de deslizamiento fuera de forma, pero a temperaturas extremas, las capas que se deslizan fuera se reinsertan en la mezcla, que ocurren con suficiente certeza que estabiliza la estructura.

Esta difusión normalmente destruye la estructura cristalina por licuar se, pero en este caso, el hierro se las arregla para preservar su estructura BCC. Los investigadores comparan los planos de cartas de una baraja.

“El deslizamiento de estos planos es un poco como barajar un mazo de cartas,” dice Belonoshko. “A pesar de que las tarjetas se colocan en diferentes posiciones, la cubierta es todavía una cubierta. Igualmente, el hierro BCC conserva su estructura cúbica. La fase BCC se conoce con el lema: 'Lo que no me mata me hace más fuerte.’ La inestabilidad mata la fase BCC a baja temperatura, pero hace que la fase estable BCC a alta temperatura.”

Este hallazgo también ayuda a explicar otro centro de la Tierra misterio: ¿por qué viajan más rápido de polo a polo ondas sísmicas de este a oeste, a través del núcleo? Este fenómeno ha sido explicado por el núcleo ser anisotrópico, lo que significa que tiene una textura direccional como el grano de la madera. Si esa textura corre de norte a sur, que se esperaba que la diferencia, y la plancha estable fase BCC podría crear esta textura.

“Las características únicas de la fase Fe BCC, tales como alta temperatura de auto-difusión incluso en un hierro sólido puro, podría ser responsable de la formación de estructuras anisótropas a gran escala necesaria para explicar la anisotropía del núcleo interno de la Tierra,” dice Belonoshko. “La difusión permite un fácil texturizado de hierro en respuesta al estrés.”

Fuente: newatlas.com, por Michael Irving