Los científicos parecen tener una nueva explicación de por qué el núcleo de la Tierra permanece sólido a pesar de que su temperatura es más alta que la de la superficie del Sol. Resulta que esto puede deberse a la arquitectura atómica de la “bola” de hierro cristalizado ubicada en el centro de nuestro planeta.

Los investigadores sugieren que el núcleo de la Tierra puede tener un estado atómico nunca antes visto que le permita soportar las increíbles temperaturas y presiones que se espera que ocurran en el centro de nuestro planeta. Si los científicos tienen razón en este asunto, entonces esto podría ayudar a resolver otro misterio que nos ha perseguido durante muchas décadas.

Un equipo de investigadores del Instituto Real de Tecnología de Suecia en Estocolmo utilizó Triolith, uno de los superordenadores más potentes del país, para simular un proceso atómico que podría ocurrir a unos 6.400 kilómetros bajo la superficie terrestre. Como ocurre con cualquier otro metal, las estructuras atómicas del hierro son capaces de cambiar bajo la influencia de cambios de temperatura y presión. A temperatura ambiente y presión normal, el hierro se encuentra en la llamada fase cúbica centrada en el cuerpo (bcc). red cristalina. Bajo alta presión, la red se transforma en una fase hexagonal compacta. Estos términos describen la disposición de los átomos dentro de la red cristalina de un metal, que, a su vez, son responsables de su resistencia y otras propiedades, como por ejemplo si el metal permanecerá en estado sólido o no.

Anteriormente se creía que el estado sólido y cristalizado del hierro en el núcleo de la Tierra se explica por el hecho de que se encuentra en la fase hexagonal compacta de la red cristalina, ya que las condiciones para el bcc aquí son demasiado inestables. Sin embargo, una nueva investigación puede indicar que el medio ambiente en el centro de nuestro planeta en realidad está endureciendo y densificando el estado BCC, en lugar de destruirlo.

“Bajo las condiciones del núcleo terrestre, la red de hierro bcc exhibe un patrón de difusión atómica sin precedentes. La fase BCC sigue el lema “lo que no me mata, me hace más fuerte”. La inestabilidad puede interrumpir la fase bcc a bajas temperaturas, pero las altas temperaturas, por el contrario, aumentan la estabilidad de esta fase”, afirma el investigador principal, Anatoly Belonoshko.

Como analogía aumento de actividadátomos en hierro en el centro de la Tierra Belonoshko ofrece una baraja de cartas barajadas, donde los átomos (representados por cartas) pueden mezclarse constante y muy rápidamente entre sí bajo la influencia de temperaturas y presiones elevadas, pero al mismo tiempo la baraja permanece un solo todo. Y estas cifras son muy impresionantes: 3,5 millones de veces mayor que la presión que experimentamos en la superficie, y aproximadamente 6000 grados centígrados más alta en temperatura.

Los datos del superordenador Triolith también muestran que hasta el 96 por ciento (más que los cálculos anteriores) de la masa del núcleo interno de la Tierra probablemente sea hierro. El resto procede de níquel y otros elementos ligeros.

Otro misterio que puede resolverse mediante investigaciones recientes es por qué las ondas sísmicas viajan más rápido entre los polos que a través del ecuador. Este fenómeno suele denominarse anisotropía. Los investigadores dicen que el comportamiento de la red bcc en el hierro en las condiciones extremas que se encuentran en el centro de la Tierra puede ser suficiente para producir efectos de anisotropía a gran escala, lo que a su vez crea otra vía para que los científicos exploren en el futuro.

Es importante señalar que esta suposición se basa en simulaciones por computadora específicas de procesos dinámicos Tierra, y según otros modelos, los resultados del cálculo pueden diferir. Hasta que no sepamos cómo bajar los instrumentos científicos correspondientes a tal profundidad, no podremos hablar con un cien por cien de certeza sobre la exactitud de los cálculos. Y dada la temperatura y presión que puede existir allí, obtener evidencia directa de la actividad del núcleo del planeta puede resultarnos completamente imposible.

Y, sin embargo, a pesar de los desafíos, es importante continuar con investigaciones como esta, porque una vez que podamos aprender más sobre lo que realmente sucede dentro de nuestro planeta, tendremos más posibilidades de saber qué viene después.

Uno de los primeros en sugerir que existía una región de mayor densidad en el centro de la Tierra fue Henry Cavendish. Logró calcular la masa y la densidad promedio del planeta y establecer que es significativamente mayor que la densidad de las rocas.

El núcleo de la Tierra es la parte central y más profunda de la Tierra, ubicada debajo del manto del planeta.
Se encuentra a una profundidad de 2900 km. El radio medio de la esfera es de 3,5 mil km. La temperatura en la superficie del núcleo sólido de la Tierra alcanza los 6230±500 K (5960±500°C), en el centro la densidad es de aproximadamente 12,5 t/m³ y la presión es de hasta 361 GPa (3,7 millones de atm). Masa central: 1,932·1024 kg. La sustancia que forma el núcleo de la Tierra se calienta por presión (gravedad).

Uno de los primeros en sugerir que existía una región de mayor densidad en el centro de la Tierra fue Henry Cavendish. Logró calcular la masa y densidad promedio del planeta y establecer que es significativamente mayor que la densidad de las rocas que llegan a la superficie terrestre.

Hay muy poca información sobre el núcleo de la Tierra, incluso la que está disponible se obtuvo mediante métodos geofísicos o geoquímicos indirectos. Todavía no es posible tomar muestras del material del núcleo. Su composición no se conoce directamente. Presumiblemente se compone de una aleación de hierro y níquel con una mezcla de otros elementos siderófilos.

Con un espesor de unos 2200 km, entre los que en ocasiones se distingue una zona de transición. Masa central - 1.932 · 10 · 24 kg.

Se sabe muy poco sobre el núcleo: toda la información se obtiene mediante métodos geofísicos o geoquímicos indirectos, y las imágenes del material del núcleo no están disponibles y es poco probable que se obtengan en un futuro previsible. Sin embargo, los escritores de ciencia ficción ya han descrito en detalle varias veces los viajes al núcleo de la Tierra y las incalculables riquezas que allí se esconden. La esperanza de encontrar tesoros en el núcleo tiene cierta base, ya que, según los modelos geoquímicos modernos, el contenido de metales nobles y otros elementos valiosos en el núcleo es relativamente alto.

Historia del estudio

Probablemente uno de los primeros en sugerir la existencia de una región de mayor densidad dentro de la Tierra fue Henry Cavendish, quien calculó la masa y la densidad promedio de la Tierra y descubrió que era significativamente mayor que la densidad característica de las rocas expuestas a la superficie terrestre. .

La existencia fue probada en 1897 por el sismólogo alemán E. Wichert, y la profundidad del suceso (2900 km) fue determinada en 1910 por el geofísico estadounidense B. Gutenberg.

Se pueden hacer cálculos similares para los meteoritos metálicos, que son fragmentos de núcleos de pequeños cuerpos planetarios. Resultó que la formación del núcleo en ellos se produjo mucho más rápido, en un período de aproximadamente varios millones de años.

Teoría de Sorokhtin y Ushakov.

El modelo descrito no es el único. Así, según el modelo de Sorokhtin y Ushakov, expuesto en el libro "El desarrollo de la Tierra", el proceso de formación del núcleo de la Tierra duró aproximadamente 1,6 mil millones de años (hace 4 a 2,6 mil millones de años). Según los autores, la formación del núcleo se produjo en dos etapas. Al principio el planeta estaba frío y no se producían movimientos en sus profundidades. Luego fue calentado por desintegración radiactiva lo suficiente como para que el hierro metálico comenzara a derretirse. Comenzó a fluir hacia el centro de la Tierra, mientras que debido a la diferenciación gravitacional se liberó una gran cantidad de calor y el proceso de separación del núcleo solo se aceleró. Este proceso sólo llegaba a una cierta profundidad, por debajo de la cual la sustancia era tan viscosa que el hierro ya no podía hundirse. Como resultado, se formó una capa anular densa (pesada) de hierro fundido y su óxido. Estaba ubicado sobre la sustancia más ligera del "núcleo" primordial de la Tierra.

¿Por qué el núcleo de la Tierra no se ha enfriado y ha permanecido calentado a una temperatura de aproximadamente 6.000°C durante 4.500 millones de años? La pregunta es sumamente compleja, a la que, además, la ciencia no puede dar una respuesta 100% precisa e inteligible. Sin embargo, existen razones objetivas para ello.

Secreto excesivo

El misterio excesivo, por así decirlo, del núcleo de la Tierra está asociado a dos factores. En primer lugar, nadie sabe con certeza cómo, cuándo y bajo qué circunstancias se formó; esto sucedió durante la formación de la prototierra o ya en primeras etapas La existencia de un planeta formado es todo un gran misterio. En segundo lugar, es absolutamente imposible obtener muestras del núcleo de la Tierra; nadie sabe con certeza en qué consiste. Además, todos los datos que conocemos sobre el kernel se recopilan mediante métodos y modelos indirectos.

¿Por qué el núcleo de la Tierra permanece caliente?

Para intentar comprender por qué el núcleo de la Tierra no se enfría durante tanto tiempo, primero es necesario comprender qué provocó su calentamiento inicial. El interior de nuestro planeta, como el de cualquier otro planeta, es heterogéneo; representan capas relativamente claramente delimitadas de diferentes densidades. Pero no siempre fue así: los elementos pesados ​​se hundieron lentamente, formando el núcleo interno y externo, mientras que los elementos ligeros fueron empujados a la superficie, formando el manto y la corteza terrestre. Este proceso es extremadamente lento y va acompañado de una liberación de calor. Sin embargo, este no fue el motivo principal del calentamiento. Toda la masa de la Tierra presiona con enorme fuerza sobre su centro, produciendo una presión fenomenal de aproximadamente 360 ​​​​GPa (3,7 millones de atmósferas), como resultado de lo cual se produce la desintegración de los elementos radiactivos de larga vida contenidos en el núcleo de hierro, silicio y níquel. Comenzó a ocurrir, lo que fue acompañado de colosales emisiones de calor.

Una fuente de calor adicional es energía cinética, generado como resultado de la fricción entre diferentes capas (cada capa gira independientemente de la otra): el núcleo interno con el externo y el externo con el manto.

El interior del planeta (no se respetan las proporciones). La fricción entre las tres capas interiores sirve como fuente adicional de calentamiento.

Con base en lo anterior, podemos concluir que la Tierra y en particular sus entrañas son una máquina autosuficiente que se calienta a sí misma. Pero, naturalmente, esto no puede continuar para siempre: las reservas de elementos radiactivos dentro del núcleo están desapareciendo lentamente y ya no habrá nada para mantener la temperatura.

¡Se está poniendo frío!

De hecho, el proceso de enfriamiento ya comenzó hace mucho tiempo, pero avanza extremadamente lentamente, a una fracción de grado por siglo. Según estimaciones aproximadas, pasarán al menos mil millones de años antes de que el núcleo se enfríe por completo y cesen las reacciones químicas y de otro tipo.

Respuesta corta: La Tierra, y en particular su núcleo, es una máquina autosuficiente que se calienta a sí misma. Toda la masa del planeta presiona su centro, produciendo una presión fenomenal y provocando así el proceso de desintegración de elementos radiactivos, como resultado del cual se libera calor.

Nuestro planeta Tierra tiene una estructura en capas y consta de tres partes principales: la corteza terrestre, el manto y el núcleo. ¿Cuál es el centro de la Tierra? Centro. La profundidad del núcleo es de 2900 km y el diámetro es de aproximadamente 3,5 mil km. En su interior reina una presión monstruosa de 3 millones de atmósferas y una temperatura increíblemente alta: 5000°C. Los científicos tardaron varios siglos en descubrir qué había en el centro de la Tierra. Incluso tecnología moderna No podía penetrar a más de doce mil kilómetros. El pozo más profundo, situado en la península de Kola, tiene una profundidad de 12.262 metros. Está muy lejos del centro de la Tierra.

Historia del descubrimiento del núcleo de la tierra.

Uno de los primeros en adivinar la presencia de un núcleo en el centro del planeta fue el físico y químico inglés Henry Cavendish a finales del siglo XVIII. Mediante experimentos físicos, calculó la masa de la Tierra y, basándose en su tamaño, determinó la densidad media de la sustancia de nuestro planeta: 5,5 g/cm3. Densidad de conocida rocas y había aproximadamente dos veces menos minerales en la corteza terrestre. Esto llevó a la suposición lógica de que en el centro de la Tierra hay una región de materia más densa: el núcleo.

En 1897, el sismólogo alemán E. Wichert, al estudiar el paso de las ondas sismológicas a través del interior de la Tierra, pudo confirmar la suposición de la presencia de un núcleo. Y en 1910, el geofísico estadounidense B. Gutenberg determinó la profundidad de su ubicación. Posteriormente nacieron hipótesis sobre el proceso de formación del núcleo. Se supone que se formó debido a la sedimentación de elementos más pesados ​​hacia el centro, y inicialmente la sustancia del planeta era homogénea (gaseosa).

¿En qué consiste el núcleo?

Es bastante difícil estudiar una sustancia de la que no se puede obtener una muestra para estudiar sus parámetros físicos y químicos. Los científicos sólo tienen que suponer la presencia de determinadas propiedades, así como la estructura y composición del núcleo basándose en pruebas indirectas. Particularmente útil en la investigación. estructura interna Estudio terrestre de la propagación de ondas sísmicas. Los sismógrafos ubicados en muchos puntos de la superficie del planeta registran la velocidad y los tipos de ondas sísmicas que pasan como resultado de las sacudidas de la corteza terrestre. Todos estos datos permiten juzgar la estructura interna de la Tierra, incluido su núcleo.

Por el momento, los científicos suponen que la parte central del planeta es heterogénea. ¿Qué hay en el centro de la Tierra? La parte adyacente al manto es el núcleo líquido, formado por materia fundida. Al parecer contiene una mezcla de hierro y níquel. Los científicos llegaron a esta idea gracias al estudio de los meteoritos de hierro, que son fragmentos de núcleos de asteroides. Por otro lado, las aleaciones de hierro-níquel resultantes tienen una densidad mayor que la densidad del núcleo esperada. Por lo tanto, muchos científicos se inclinan a suponer que en el centro de la Tierra, el núcleo, se encuentran elementos químicos más ligeros.

Los geofísicos explican la existencia del planeta por la presencia de un núcleo líquido y la rotación del planeta alrededor de su propio eje. campo magnético. Se sabe que cuando fluye corriente se genera un campo electromagnético alrededor de un conductor. La capa fundida adyacente al manto sirve como un conductor de corriente gigante.

Interior El núcleo, a pesar de la temperatura de varios miles de grados, es una sustancia sólida. Esto se debe a que la presión en el centro del planeta es tan alta que los metales calientes se vuelven sólidos. Algunos científicos sugieren que el núcleo sólido está formado por hidrógeno que, bajo la influencia de una presión increíble y una temperatura enorme, se vuelve como un metal. Por lo tanto, ni siquiera los geofísicos saben con certeza cuál es el centro de la Tierra. Pero si consideramos la cuestión desde un punto de vista matemático, podemos decir que el centro de la Tierra está a aproximadamente 6378 km de distancia. desde la superficie del planeta.

El núcleo de la Tierra incluye dos capas con una zona límite entre ellas: la capa líquida exterior del núcleo alcanza un espesor de 2266 kilómetros, debajo de ella se encuentra un núcleo masivo y denso, cuyo diámetro se estima que alcanza los 1300 kilómetros. La zona de transición tiene un espesor no uniforme y se endurece gradualmente, convirtiéndose en el núcleo interno. En la superficie de la capa superior la temperatura ronda los 5960 grados centígrados, aunque estos datos se consideran aproximados.

Composición aproximada del núcleo externo y métodos para su determinación.

Aún se sabe muy poco sobre la composición incluso de la capa exterior del núcleo terrestre, ya que no es posible obtener muestras para estudiar. Los principales elementos que pueden formar el núcleo externo de nuestro planeta son el hierro y el níquel. Los científicos llegaron a esta hipótesis como resultado de analizar la composición de los meteoritos, ya que los vagabundos del espacio son fragmentos de núcleos de asteroides y otros planetas.

Sin embargo, los meteoritos no pueden considerarse absolutamente idénticos en términos de composición química, ya que los cuerpos cósmicos originales eran mucho más pequeños que la Tierra. Después de muchas investigaciones, los científicos llegaron a la conclusión de que la parte líquida de la sustancia nuclear está muy diluida con otros elementos, incluido el azufre. Esto explica su menor densidad que la de las aleaciones de hierro-níquel.

¿Qué sucede en el núcleo exterior del planeta?

La superficie exterior del núcleo en el límite con el manto es heterogénea. Los científicos sugieren que tiene diferentes espesores, formando una especie de relieve interno. Esto se explica por la mezcla constante de sustancias profundas heterogéneas. Se diferencian en su composición química y también tienen diferentes densidades, por lo que el espesor de la frontera entre el núcleo y el manto puede variar de 150 a 350 km.

Los escritores de ciencia ficción de años anteriores en sus obras describieron un viaje al centro de la Tierra a través de cuevas profundas y pasajes subterráneos. ¿Es esto realmente posible? Lamentablemente, la presión sobre la superficie del núcleo supera los 113 millones de atmósferas. Esto significa que cualquier cueva se habría "cerrado de golpe" incluso en la etapa de acercarse al manto. Esto explica por qué no hay cuevas en nuestro planeta a más de 1 km de profundidad.

¿Cómo estudiamos la capa exterior del núcleo?

Los científicos pueden juzgar cómo se ve el núcleo y en qué consiste mediante el seguimiento de la actividad sísmica. Por ejemplo, se descubrió que las capas exterior e interior giran en diferentes direcciones bajo la influencia de un campo magnético. El núcleo de la Tierra esconde decenas de misterios sin resolver y espera nuevos descubrimientos fundamentales.

La Tierra junto con otros cuerpos. sistema solar Se forma a partir de una nube fría de gas y polvo mediante la acumulación de sus partículas constituyentes. Después del surgimiento del planeta, comenzó una etapa completamente nueva de su desarrollo, que en la ciencia se suele llamar pregeológica.
El nombre del período se debe al hecho de que la evidencia más antigua de procesos pasados ​​(rocas ígneas o volcánicas) no tiene más de 4 mil millones de años. Sólo los científicos pueden estudiarlos hoy.
La etapa pregeológica del desarrollo de la Tierra todavía está plagada de muchos misterios. Cubre un período de 900 millones de años y se caracteriza por un vulcanismo generalizado en el planeta con liberación de gases y vapor de agua. Fue en este momento que comenzó el proceso de separación de la Tierra en sus capas principales: el núcleo, el manto, la corteza y la atmósfera. Se supone que este proceso fue provocado por un intenso bombardeo de meteoritos sobre nuestro planeta y el derretimiento de sus partes individuales.
Uno de los acontecimientos clave en la historia de la Tierra fue la formación de su núcleo interno. Esto probablemente sucedió durante la etapa pregeológica del desarrollo del planeta, cuando toda la materia estaba dividida en dos geosferas principales: el núcleo y el manto.
Desafortunadamente, todavía no existe una teoría confiable sobre la formación del núcleo de la Tierra, que pueda ser confirmada por información y evidencia científica seria. ¿Cómo se formó el núcleo de la Tierra? Los científicos ofrecen dos hipótesis principales para responder a esta pregunta.
Según la primera versión, la materia inmediatamente después del surgimiento de la Tierra era homogénea.
Estaba formado íntegramente por micropartículas que hoy se pueden observar en los meteoritos. Pero después de un cierto período de tiempo, esta masa primaria homogénea se dividió en un núcleo pesado, en el que había fluido todo el hierro, y un manto de silicato más ligero. En otras palabras, gotas de hierro fundido y los compuestos químicos pesados ​​que las acompañan se depositaron en el centro de nuestro planeta y formaron allí un núcleo que permanece en gran parte fundido hasta el día de hoy. Mientras los elementos pesados ​​tendían hacia el centro de la Tierra, las escorias ligeras, por el contrario, flotaban hacia arriba, hacia las capas exteriores del planeta. Hoy en día, estos elementos ligeros forman el manto superior y la corteza.
¿Por qué ocurrió tal diferenciación de materia? Se cree que inmediatamente después de completar el proceso de su formación, la Tierra comenzó a calentarse intensamente, principalmente debido a la energía liberada durante la acumulación gravitacional de partículas, así como a la energía de la desintegración radiactiva de sustancias químicas individuales. elementos.
El presunto bombardeo de meteoritos contribuyó al calentamiento adicional del planeta y la formación de una aleación de hierro y níquel que, debido a su importante gravedad específica, se hundió gradualmente hasta el centro de la Tierra.
Sin embargo, esta hipótesis enfrenta algunas dificultades. Por ejemplo, no está del todo claro cómo una aleación de hierro y níquel, incluso en estado líquido, pudo descender más de mil kilómetros y llegar a la región del núcleo del planeta.
Según la segunda hipótesis, el núcleo de la Tierra se formó a partir de meteoritos de hierro que chocaron con la superficie del planeta, y luego se cubrió con una capa de silicato de meteoritos de piedra y formó el manto.

Hay un error grave en esta hipótesis. En esta situación, los meteoritos de hierro y de piedra deberían existir por separado en el espacio exterior. Las investigaciones modernas muestran que los meteoritos de hierro sólo pudieron haber surgido en las profundidades de un planeta que se desintegró bajo una presión significativa, es decir, después de la formación de nuestro Sistema Solar y de todos los planetas.
La primera versión parece más lógica, ya que prevé un límite dinámico entre el núcleo de la Tierra y el manto. Esto significa que el proceso de división de la materia entre ellos podría continuar en el planeta durante mucho tiempo, ejerciendo así una gran influencia en la futura evolución de la Tierra.
Así, si tomamos como base la primera hipótesis de la formación del núcleo del planeta, el proceso de diferenciación de la materia duró aproximadamente 1.600 millones de años. Debido a la diferenciación gravitacional y la desintegración radiactiva, se aseguró la separación de la materia.
Los elementos pesados ​​sólo se hundían hasta una profundidad por debajo de la cual la sustancia era tan viscosa que el hierro ya no podía hundirse. Como resultado de este proceso, se formó una capa anular muy densa y pesada de hierro fundido y su óxido. Estaba ubicado sobre el material más ligero del núcleo primordial de nuestro planeta. A continuación, se extrajo una sustancia ligera de silicato del centro de la Tierra. Además, se desplazó en el ecuador, lo que pudo haber marcado el comienzo de la asimetría del planeta.
Se supone que durante la formación del núcleo de hierro de la Tierra se produjo una disminución significativa en el volumen del planeta, como resultado de lo cual su superficie ahora ha disminuido. Los elementos ligeros y sus compuestos que “flotaron” hacia la superficie formaron una delgada corteza primaria que, como todos los planetas terrestres, estaba formada por basaltos volcánicos, cubiertos por una gruesa capa de sedimento.
Sin embargo, no es posible encontrar evidencia geológica viva de procesos pasados ​​asociados con la formación del núcleo y el manto de la Tierra. Como ya se señaló, las rocas más antiguas del planeta Tierra tienen aproximadamente 4 mil millones de años. Lo más probable es que al comienzo de la evolución del planeta, bajo la influencia de altas temperaturas y presiones, los basaltos primarios se metamorfosearon, se fundieron y se transformaron en las rocas de granito y gneis que conocemos.
¿Cuál es el núcleo de nuestro planeta, que probablemente se formó en las primeras etapas del desarrollo de la Tierra? Se compone de capas exteriores e interiores. Según suposiciones científicas, a una profundidad de 2900-5100 km hay un núcleo externo, que en su propiedades físicas se acerca al líquido.
El núcleo exterior es una corriente de hierro fundido y níquel que conduce bien la electricidad. Es con este núcleo con el que los científicos asocian el origen del campo magnético terrestre. Los 1.270 kilómetros restantes hasta el centro de la Tierra están ocupados por el núcleo interno, compuesto por un 80% de hierro y un 20% de dióxido de silicio.
El núcleo interno es duro y caliente. Si el exterior está directamente conectado con el manto, entonces el núcleo interior de la Tierra existe por sí solo. Su dureza, a pesar de las altas temperaturas, está garantizada por la gigantesca presión en el centro del planeta, que puede alcanzar los 3 millones de atmósferas.
Como resultado, muchos elementos químicos se transforman en un estado metálico. Por lo tanto, incluso se sugirió que el núcleo interno de la Tierra está compuesto de hidrógeno metálico.
El denso núcleo interno tiene un grave impacto en la vida de nuestro planeta. En él se concentra el campo gravitacional planetario, lo que evita que las capas de gas ligero y las capas de hidrosfera y geosfera de la Tierra se dispersen.
Probablemente, tal campo fue característico del núcleo desde el momento en que se formó el planeta, cualquiera que hubiera sido su composición química y estructura en ese momento. Contribuyó a la contracción de las partículas formadas hacia el centro.
Sin embargo, el origen del núcleo y el estudio de la estructura interna de la Tierra es el problema más urgente para los científicos que participan de cerca en el estudio de la historia geológica de nuestro planeta. Todavía queda un largo camino por recorrer antes de encontrar una solución definitiva a esta cuestión. Para evitar diversas contradicciones, en ciencia moderna Se ha aceptado la hipótesis de que el proceso de formación del núcleo comenzó a ocurrir simultáneamente con la formación de la Tierra.

MOSCÚ, 12 de febrero - RIA Novosti. Los geólogos estadounidenses afirman que el núcleo interno de la Tierra no podría haber surgido hace 4.200 millones de años en la forma en que lo imaginan los científicos hoy, ya que esto es imposible desde el punto de vista de la física, según un artículo publicado en la revista EPS Letters. .

"Si el núcleo de la joven Tierra estuviera formado enteramente de líquido puro y homogéneo, entonces el nucléolo interno no debería existir en principio, ya que esta materia no podía enfriarse a las temperaturas a las que era posible su formación. En consecuencia, en este caso el núcleo puede "La composición es heterogénea y surge la pregunta de cómo llegó a serlo. Esta es la paradoja que descubrimos", dice James Van Orman, de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland (EE.UU.).

En el pasado lejano, el núcleo de la Tierra era completamente líquido y no constaba de dos o tres capas, como sugieren ahora algunos geólogos: un núcleo metálico interno y una masa fundida circundante de hierro y elementos más ligeros.

En este estado, el núcleo se enfrió rápidamente y perdió energía, lo que provocó un debilitamiento del campo magnético que generaba. Después de un tiempo, este proceso alcanzó un cierto punto crítico, y la parte central del núcleo se “congela”, convirtiéndose en un nucléolo de metal sólido, lo que fue acompañado por una oleada y un aumento en la fuerza del campo magnético.

El momento de esta transición es extremadamente importante para los geólogos, ya que nos permite estimar aproximadamente a qué velocidad se enfría hoy el núcleo de la Tierra y cuánto durará el "escudo" magnético de nuestro planeta, que nos protege de la acción de los rayos cósmicos. y la atmósfera terrestre por el viento solar.

Ahora, como señala Van Orman, la mayoría de los científicos creen que esto sucedió en los primeros momentos de la vida en la Tierra debido a un fenómeno cuyo análogo se puede encontrar en la atmósfera del planeta o en las máquinas de refrescos de los restaurantes de comida rápida.

Los físicos han descubierto desde hace tiempo que algunos líquidos, incluida el agua, permanecen líquidos a temperaturas notablemente inferiores al punto de congelación, si no hay impurezas, cristales de hielo microscópicos o vibraciones poderosas en su interior. Si lo agita con facilidad o le deja caer una mota de polvo, ese líquido se congela casi instantáneamente.

Algo similar, según los geólogos, ocurrió hace unos 4.200 millones de años en el interior del núcleo de la Tierra, cuando parte de él cristalizó repentinamente. Van Orman y sus colegas intentaron reproducir este proceso utilizando modelos informáticos del interior del planeta.

Estos cálculos mostraron inesperadamente que el núcleo interno de la Tierra no debería existir. Resultó que el proceso de cristalización de sus rocas es muy diferente del comportamiento del agua y otros líquidos superenfriados; para esto se requiere una enorme diferencia de temperatura, más de mil Kelvin, y el impresionante tamaño de una "mota de polvo", cuyo El diámetro debe ser de unos 20-45 kilómetros.

Como resultado, lo más probable son dos escenarios: o el núcleo del planeta debería haberse congelado por completo o debería haber permanecido completamente líquido. Ambas cosas son falsas, ya que la Tierra tiene un núcleo interior sólido y un exterior líquido.

En otras palabras, los científicos aún no tienen una respuesta a esta pregunta. Van Orman y sus colegas invitan a todos los geólogos de la Tierra a pensar en cómo se pudo formar un “trozo” de hierro bastante grande en el manto del planeta y “hundirse” en su núcleo, o a encontrar algún otro mecanismo que explique cómo se dividió en dos. partes.

Los científicos británicos han elaborado un nuevo modelo de los procesos que ocurren en el núcleo de la Tierra. Se diferencia un poco del tradicional, según el cual el núcleo se enfría gradualmente. Los investigadores han descubierto que en algunos lugares, por el contrario, se calienta, ya que su interacción con la corteza y el manto es más activa. ¿Cómo podría afectar esto a los habitantes de la superficie de la Tierra?

Cabe señalar que la sustancia ubicada en el centro de nuestro planeta, llamada núcleo, es algo muy misterioso. Y todo porque, como comprenderéis, hasta ahora ni un solo científico ha tenido en sus manos ni la más mínima muestra de materia nuclear. En tecnologías modernas no es posible extraerlo porque el núcleo se encuentra a una profundidad de 2900 km de la superficie, y la profundidad máxima a la que los científicos pudieron perforar la corteza de nuestro planeta es de 12 km. 290 metros (esta es la profundidad del pozo de petróleo Maersk Oil BD-04A, ubicado en la cuenca petrolera de Al Shaheen en Qatar).

Por tanto, nuestro conocimiento de lo que hay en el corazón mismo de la Tierra es todavía muy aproximado. Se supone que el núcleo está formado por una aleación de hierro y níquel con una mezcla de otros elementos relacionados con el hierro. El radio medio de la esfera central es de aproximadamente 3,5 mil km (que es aproximadamente el doble del tamaño de la Luna) y su masa es de aproximadamente 1,932 × 10 24 kg. En este caso, el núcleo se divide en un núcleo interior sólido, con un radio de unos 1.300 km, y uno exterior líquido, cuyo radio es de unos 2.200 km, entre los cuales, según algunos científicos, existe una zona de transición.

Tradicionalmente se cree que a tal profundidad las condiciones son realmente infernales: la temperatura en el centro del núcleo alcanza los 5.000º C, la densidad de la sustancia es de unas 12,5 t/m³ y la presión alcanza los 361 GPa. De esto se deduce que, en general, los seres vivos frágiles deben mantenerse alejados del núcleo. Al mismo tiempo, nuestro interés por esta sustancia es bastante grande. Y en absoluto porque, según los geoquímicos, hasta el 90% de todos los metales nobles se concentran en la esfera central del planeta. El hecho es que es el núcleo el que contribuye al movimiento activo de la materia en la siguiente capa de la Tierra, el manto (la llamada convección del manto, lea más sobre esto en el artículo “Volcanes: el nivel de alarma está creciendo ), que “resuena” en la superficie con fenómenos tan desagradables para nosotros, como terremotos, erupciones volcánicas.

Además, se cree que el núcleo genera el campo magnético de la Tierra, cuya importancia para la vida de nuestro planeta (y la vida en él) es difícil de sobreestimar. "La naturaleza de la magnetosfera de la Tierra sigue siendo un misterio. No podemos ir al centro de la Tierra y tomar muestras de allí. Sólo podemos confiar en mediciones indirectas tomadas en la superficie y en modelos teóricos que pueden revelar lo que está sucediendo en núcleo", afirma uno de los científicos involucrados en el estudio de los procesos que ocurren dentro y alrededor del núcleo, el geofísico Ion Mound de la Universidad de Leeds (Reino Unido).

Recientemente, fue el grupo de Maund, tras analizar algunos datos de los últimos años, el que presentó un modelo muy interesante. estado actual granos. Tradicionalmente se creía que, habiendo surgido hace aproximadamente 4,5 mil millones de años, el núcleo de la Tierra primero se calentó y luego comenzó a enfriarse lentamente (este proceso continúa hasta el día de hoy). El calor que se libera durante esta "congelación" del núcleo se eleva a través del manto hasta la corteza durante la convección; es lógico suponer que la sustancia más cálida y, en consecuencia, menos densa del manto sube a la superficie, y la la sustancia más fría y pesada se hunde hasta el núcleo. Son estos flujos, combinados con la rotación del propio planeta, los que se cree que alimentan el trabajo de la "dinamo interna" de la Tierra, que crea su campo magnético.

Sin embargo, Mound y sus colegas llegaron a la conclusión de que no todo es tan sencillo. Según su modelo, en el núcleo también puede producirse un proceso inverso que conduzca no sólo a su enfriamiento, sino también a su calentamiento e incluso a su fusión. En su trabajo tuvieron en cuenta tanto las características del proceso de convección como los datos sísmicos más recientes. Como resultado, surgió una imagen muy interesante: según el modelo de Mound, el flujo de calor en el límite entre el núcleo y el manto puede adoptar caracteres muy diferentes, dependiendo de la estructura de la capa del manto suprayacente. En algunas zonas de la Tierra, donde esta capa ya está sobrecalentada, esto hace que la energía térmica parezca “reflejada” desde el manto y dirigida de regreso al núcleo, derritiéndolo finalmente.

En particular, en una región tan sísmicamente activa como el anillo de fuego volcánico del Pacífico (comienza en la península de Kamchatka, luego pasa por las Islas Kuriles, Japonesas, Filipinas, hasta Nueva Guinea, las Islas Salomón, Nueva Zelanda, el noroeste de La Antártida, las islas de Tierra del Fuego y regresando a través de los Andes, la Cordillera y las Islas Aleutianas nuevamente hasta Kamchatka), donde la corteza oceánica se hunde en el manto, una gruesa capa de placas litosféricas sólidas toma calor del manto y lo enfría. Como resultado, el manto enfriado comienza a extraer calor del propio núcleo. Por lo tanto, la parte que se encuentra debajo de la región descrita anteriormente continúa enfriándose actualmente.

Pero debajo de las vastas regiones de África y del Océano Pacífico central se observa un panorama completamente diferente. Allí la temperatura del manto es mucho más alta, ya que el manto que se encuentra encima la corteza terrestre no le quita, al contrario, le da calidez. Como resultado, el manto, que funciona como un aislante térmico gigante, provoca la reflexión de la radiación infrarroja proveniente del núcleo (ya que, según la Segunda Ley de la Termodinámica, el calor solo puede fluir de un cuerpo más calentado a uno menos calentado, pero nunca viceversa), lo que provoca el calentamiento y posterior derretimiento de la capa central de la Tierra.

Entonces, resulta que la interacción entre el núcleo y el manto es mucho más compleja que las descritas por el modelo tradicional. Pero un cambio en la temperatura del núcleo y en su densidad necesariamente debe afectar el estado del campo magnético. ¿Quizás algunas perturbaciones aún inexplicables que se producen en la magnetosfera de nuestro planeta (las llamadas tormentas geomagnéticas) estén relacionadas precisamente con el enfriamiento desigual del núcleo? También es posible que las interacciones entre el manto nuclear y el manto nuclear influyan más activamente en los procesos globales, como el cambio climático, que ocurren en la superficie de nuestro planeta.