Científicos de la Universidad de Leeds dijeron en septiembre que resolvieron un enigma de 300 años de edad, acerca de la dirección en que gira el centro de la Tierra, el núcleo interno sólido y el núcleo externo líquido.

El núcleo interno de la Tierra, está formado por hierro sólido, y gira más rápido que el resto del planeta, en dirección este, mientras que el núcleo externo, que comprende principalmente hierro fundido, gira hacia el oeste, a un ritmo más lento, a causa del campo magnético, informó la Universidad de Leed en septiembre.

El científico Edmund Halley, quien también descubrió el famoso cometa que lleva su nombre, ya había anunciado en 1692 que el movimiento hacia el oeste deriva del campo geomagnético de la Tierra, sin embargo el nuevo estudio de Leeds aclara que, es la primera vez que los científicos han sido capaces de vincular la forma en que el núcleo interno gira, con el comportamiento del núcleo externo .

“El planeta se comporta de esta manera, ya que está respondiendo al campo geomagnético de la Tierra”, señala el estudio del Dr. Philip Livermore, de la Escuela de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad de Leeds.

Una de las observaciones señaladas por el científico, registrada en las últimas décadas por los sismómetros, evidenció que “los terremotos viajan a través del núcleo de la Tierra hacia el este”, y se cree que es en relación a “la súper-rotación del núcleo interno sólido”.

"El campo magnético empuja hacia el este al núcleo interno, y no solo causando que gire más rápido que la Tierra, sino que también empuja en la dirección opuesta al núcleo externo líquido, lo que crea un movimiento hacia el oeste", explica el Dr. Philip Livermore.

"El enlace se explica simplemente en términos de acción igual y opuesta", agrega Livermore.

El científico define que el núcleo interno es de un sólido hierro con un tamaño similar a la Luna. “Está rodeado por el núcleo externo líquido, una aleación de hierro, cuya convección impulsada por el movimiento, genera el campo geomagnético”, explicó.

A la vez explica que el campo magnético interno de la Tierra cambia lentamente con el tiempo. “Esto puede explicar las fluctuaciones en la rotación predominantemente hacia el este del núcleo interno, un fenómeno reportado durante los últimos 50 años por Tkalčić et al., en un estudio reciente” señala Libermore..

Otra investigación anterior reveló que la Tierra no siempre giró hacia el oeste, sino que tuvo algunos períodos de movimiento hacia el este, en los últimos 3.000 años, de acuardo a estudios de rocas y otros artefactos, informó Leeds.

En los nuevos cálculos Libermore se basó en un nuevo modelo instalado en el gigantesto superordenador Monte Rosa, que forma parte del Centro Nacional de Supercomputación de Suiza en Lugano, Suiza.

Paralelamente, el año pasado científicos franceses y alemanes detectaron importantes cambios en el campo magnético de la Tierra, en una región que se extiende desde el Atlántico hasta el Océano Pacífico en las mediciones del último decenio, en estrecha relación con la variación de gravedad en esta área.

El Centro de Investigación Geológica de Alemania confirmó además por primera vez, que los procesos del núcleo externo de la Tierra afectan al campo magnético terrestre y se reflejan con fluctuaciones en la gravedad de nuestro planeta,

A su vez en mayo 2013 la Comisión de Energía Atómica en EE.UU. divulgó otros estudios del núcleo de la Tierra, destacando que es mucho más caliente de lo que se suponía.



Científicos franceses y alemanes detectaron importantes cambios en el campo magnético de la Tierra, en una región que se extiende desde el Atlántico hasta el Océano Pacífico en las mediciones del último decenio, en estrecha relación con la variación de gravedad en esta área.

El equipo confirmó además por primera vez que los procesos del núcleo externo de la Tierra afectan al campo magnético terrestre y se reflejan con fluctuaciones en la gravedad de nuestro planeta, informa el Centro de Investigación Geológica de Alemania en su reporte del 23 de octubre, que a su vez fue publicado en la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Los flujos de corrientes de hierro cargados eléctricamente, que se encuentran en el núcleo externo, se desplazan reflejándose en el campo magnético terrestre.

Dada la importancia del campo magnético de la Tierra, que sirve como un escudo importante en la protección de las partículas de radiación cósmica, especialmente las procedentes del Sol, los científicos creen ahora que será muy importante estudiar los procesos que suceden en el núcleo externo y analizar los factores desde accesos independientes, como por ejemplo, en la medición de los desplazamientos de la masa de la Tierra, además de la gravedad.

Las pruebas de que existe una estrecha conexión de las fluctuaciones en la gravedad de la Tierra y el campo magnético se detectaron en los registros de las mediciones del campo magnético por el satélite CHAMP GFZ.

Además se hicieron mediciones “extremadamente precisas del campo gravitatorio de la Tierra”, con la misión GRACE, donde trabajó el Centro Geológico de Alemania (GFZ).

"El problema principal fue la separación de los componentes individuales de los datos de gravedad de la señal total ", explicó el investigador Vincent Lesur del GFZ.

"Un satélite sólo mide la gravedad total, que se compone de las fracciones de masa de cuerpo de la Tierra, el agua y el hielo en el suelo y el aire", por lo que debieron filtrar los datos, agrega Lesur.

"Sólo necesita de la señal del campo magnético total, que mide el satélite, la proporción de la corteza magnético y entonces se filtran en la ionosfera y la magnetosfera, con el fin de detectar los pequeños cambios en el núcleo externo ", explicó Vincent Lesur.

Estas mediciones de las misiones por satélite CHAMP GFZ y GRACE conjuntas fueron evaluadas por primera vez para este estudio.

El equipo se centró en un área entre el Atlántico y el Índico, donde se detectaron ríos de flujos más altos. Fueron cambios “extremadamente rápidos”, al cual ellos llamaron ‘tirones magnéticos’ y que se observaron en 2007 en la superficie de la Tierra.

“Se trata de una indicación de cambios repentinos de los flujos de comunicación en el núcleo externo superior, y son importantes para la comprensión de magneto-hidrodinámica en el núcleo de la Tierra”, expresan los científicos.

Utilizando los datos del satélite mostraron por primera vez unas claras señales del núcleo de la Tierra, que tendrán notables efectos en la creación de los modelos conceptuales existentes.

Hasta ahora, la ciencia suponía que las diferencias en la densidad en el hierro fundido del núcleo de la tierra no eran lo suficientemente grandes como para generar una señal medible en el campo gravitacional de la Tierra.

Con los flujos de masa recién determinados en los resultados de núcleo superior exteriores el estudio del equipo del Centro Geológico de Alemania está dando un nuevo enfoque de la hidrodinámica del núcleo de la Tierra.

"Los cambios recientes del núcleo de la Tierra derivan de las observaciones satelitales de los campos magnéticos y la gravedad".

En el estudio participaron además los investigadores Mioara Mandea, Panet Isabelle, Lesur Vincent, Olivier de Viron, Michel Diament, y Jean-Louis Le Mouel.


xperimentos 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 ( 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: http://www.sciencemag.org/content/340/6131/464.abstract

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.