Experimentos científicos recrearon cómo serían las características internas de la Tierra y extrapolando al nivel de presión necesario para que el hierro se fusione, llegaron a la conclusión de que las temperaturas del núcleo son más elevadas de las esperadas.

“Llegamos a la conclusión de que la temperatura de fusión del hierro en la frontera entre el núcleo interior es de unos 6000 grados Celsius (6230 +- 500 grados kelvin). Esta estimación favorece un alto flujo de calor en el límite entre el núcleo y el manto con una posible fusión parcial del manto”.

Los resultados publicados en la revista de Ciencia ( ver: http://www.sciencemag.org/content/340/6131/464.abstract ), y divulgados por la Comisión de Energía Atómica (CEA), arrojan cifras de más de 1000 grados de diferencia con informes de hace 20 años.

Estas mediciones permitieron a los científicos suponer que hay al menos 1.500 grados de diferencia de calor entre el núcleo que se supone sólido, y el manto superior, para poder explicar por qué la Tierra tiene un campo magnético.

El estudio liderado por Simon Anzellini, de la CEA y la Dirección de Aplicaciones Militares de Francia, establece que el núcleo de la Tierra está compuesto principalmente de hierro líquido con temperaturas superiores de 4.000 grados. Mientras que en el núcleo se ejerce una presión de unas 1,3 millones de atmósferas, en la parte central de la Tierra, la temperatura y la presión se elevan y el hierro se solidifica.

“Nuestra interpretación es que el sólido Fe está rodeado por la capa de Fierro líquido de unos pocos mm de espesor, cuya superficie se calienta”, dice el estudio.

Para determinar el espesor de los núcleos sólidos y líquidos, los geólogos usan las ondas sísmicas de los terremotos. La dificultad reinaba en cómo medir la temperatura, por lo que recrearon las condiciones en un experimento.

Según los científicos la diferencia de temperatura del manto y el núcleo es el principal impulsor de movimientos térmicos de gran escala, unida a la rotación de la Tierra, actúa como una dinamo que genera el campo magnético de la Tierra.

Los científicos utilizaron un yunque de diamante para comprimir muestras del tamaño de una mota de polvo. Utilizaron presiones de varios millones de atmósferas, y calentaron las muestras hasta alcanzar temperaturas de hasta 5.000ºC con grandes láseres. De esta manera observaron el punto de fusión del hierro a diferentes presiones en el laboratorio.

El director del equipo de investigación Agnès Dewaele de CEA, explicó que el estudio fue todo un reto experimental.

‘La muestra de hierro tiene que estar aislada térmicamente y tampoco se debe permitir que reaccione químicamente con su entorno. Incluso si una muestra llega a las temperaturas y presiones extremas del centro de la Tierra, sólo lo hará durante unos segundos. En este corto periodo de tiempo, es extremadamente difícil determinar si se ha comenzado a fundirse o sigue siendo sólida’, dijo Dewaele según el estudio.

Para esto el equipo desarrolló una técnica nueva de rayos láser. ’Hemos desarrollado una nueva técnica en la cual un intenso haz de rayos X del sincrotrón (European Synchrotron Radiation Facility), que puede sondear una muestra y deducir si es sólida, líquida o está parcialmente fundida en tan sólo un segundo, utilizando un proceso conocido como difracción’, comenta Mohamed Mezouar, especialista del Fondo Europeo de Radiación Sincrotrón (ESRF), en su publicación.

“Este tiempo es lo suficientemente corto como para mantener la temperatura y la presión constante, y al mismo tiempo, evitar cualquier reacción química’, agregó el Dr. Mezouar.

Después que los científicos determinaron experimentalmente el punto de fusión del hierro de 4.800ºC y 2, 2 millones de atmósferas de presión, con un método de cálculo, extrapolaron que a 3, 3 millones de atmósferas, la presión en la frontera entre el núcleo líquido y sólido, la temperatura sería de 6.000ºC +/-500 grados.

La estructura en capas, como se compone la Tierra, "se pueden comparar a la de un huevo hervido", informa el Servicio de Geología de EE.UU. (USGS), al referirse a la Corteza, el manto y el núcleo, los cuales suman un total de 12.750 kilómetros, en el diámetro de la Tierra.

La Corteza, la capa más externa, es rígida y muy delgada en comparación con las otros dos.

Por debajo de los océanos se extiende generalmente por unos 5 kilómetros, y por debajo de los continentes es más variable, con un promedio unos 30 kilómetros. Debajo de las grandes cadenas montañosas, como los Alpes o la Sierra Nevada, puede ser tan profundo como unos 100 kilómetros.

Debajo de la corteza está el Manto, una capa densa y caliente de la roca semisólida de unos 2.900 kilómetros de espesor. Contiene más hierro, magnesio, y calcio. Es más caliente y más densa por el aumento de temperatura y presión en el interior.

"Como una comparación, el manto puede ser pensado como el blanco de un huevo hervido", dice USGS.

En el centro de la Tierra se encuentra el Núcleo, casi dos veces tan denso como el manto, de composición metálica, compuesta por una aleación de hierro-níquel.

El Núcleo de la Tierra tiene dos partes diferenciadas: 2,200 kilómetros de núcleo líquido, y 1.250 kilómetros de sólido al interior.

La parte superior del manto es más fresco y más rígido que el manto profundo, y junto a la corteza suprayacente forman una capa rígida de roca llamada la litosfera, palabra que del griego litos, significa piedra.

La litosfera tiende a ser más delgada debajo de los océanos y las zonas continentales volcánicamente activas.

Los científicos creen que debajo de la litosfera es una zona relativamente estrecha, móvil en la capa denominada astenosfera, que se compone de material caliente, semi-sólido.