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En lo profundo de la Tierra hay una bola de metal sólida que gira independientemente de nuestro planeta en rotación, como una peonza dentro de una peonza más grande, envuelta en un velo de misterio.
Este núcleo interno ha intrigado a los investigadores desde su descubrimiento por la sismóloga danesa Inge Lehmann en 1936, y cómo se mueve (su velocidad y dirección de rotación) ha sido el centro de un debate que dura décadas. Un creciente conjunto de evidencia sugiere que la rotación del núcleo ha cambiado dramáticamente en los últimos años, pero los científicos siguen divididos sobre qué está sucediendo exactamente y qué significa.
Parte del problema radica en la imposibilidad de observar o tomar muestras directamente del interior profundo de la Tierra. Los sismólogos han recopilado información sobre el movimiento del núcleo interno examinando el comportamiento de las ondas resultantes de los grandes terremotos que azotan esta región. Las diferencias entre ondas de fuerza similar que atravesaron el núcleo en diferentes momentos permitieron a los científicos medir los cambios en la posición del núcleo interno y calcular su rotación.
«La rotación diferencial del núcleo interno se propuso como un fenómeno en las décadas de 1970 y 1980, pero la evidencia sísmica no se publicó hasta la década de 1990», dijo la Dra. Lauren Waszczyk, profesora titular de ciencias físicas en la Universidad James Cook en Australia.
Pero los investigadores han debatido cómo interpretar estos resultados, «principalmente debido al desafío de realizar observaciones detalladas del núcleo interno, debido a su lejanía y los datos limitados disponibles», dijo Wasek. Como resultado, añadió, «los estudios posteriores realizados durante los años y décadas siguientes no están de acuerdo sobre la tasa de rotación, así como sobre su dirección con respecto al manto». Algunos análisis han sugerido incluso que el núcleo no gira en absoluto.
Modelo prometedor Propuesto en 2023 Los científicos describen un núcleo interno que alguna vez giró más rápido que la propia Tierra, pero ahora gira a una velocidad más lenta. Los científicos informaron que la rotación del núcleo coincidía con la rotación de la Tierra durante un período de tiempo. Luego se desaceleró aún más, hasta que el núcleo comenzó a moverse hacia atrás en relación con las capas líquidas circundantes.
En su momento, algunos expertos advirtieron que se necesitaban más datos para reforzar esta conclusión, y ahora otro equipo de científicos ha proporcionado nueva evidencia convincente para esta hipótesis sobre la velocidad de rotación del núcleo interno. La investigación fue publicada el 12 de junio en la revista. naturaleza Pero esto no solo confirma la desaceleración económica subyacente, sino que respalda la sugerencia de 2023 de que esta desaceleración fundamental es parte de un patrón de desaceleración y aceleración a largo plazo.
paraplayday/iStockphoto/Getty Images
Los científicos estudian el núcleo interno de la Tierra para aprender cómo se formó el interior profundo de la Tierra y cómo se relacionan las actividades en todas las capas superficiales del planeta.
Los nuevos hallazgos también confirman que los cambios en la velocidad de rotación siguen un ciclo de 70 años, según uno de los autores del estudio. Dr. Juan VidalProfesor del Decano de Ciencias de la Tierra en la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la Universidad del Sur de California.
«Hemos estado discutiendo sobre esto durante 20 años y creo que esta es la solución correcta», dijo Vidal. «Creo que hemos terminado la discusión sobre si el núcleo interno se está moviendo y cuál ha sido su patrón a lo largo del tiempo. últimas dos décadas”.
Pero no todo el mundo está convencido de que el asunto esté resuelto y cómo la desaceleración del núcleo interno podría afectar a nuestro planeta sigue siendo una cuestión abierta, aunque algunos expertos dicen que el campo magnético de la Tierra podría influir.
El núcleo interno metálico sólido se encuentra a 5.180 kilómetros (3.220 millas) dentro de la Tierra, rodeado por un núcleo externo metálico líquido. El núcleo interno está compuesto principalmente de hierro y níquel, y se estima que es tan caliente como la superficie del Sol: alrededor de 9.800 grados Fahrenheit (5.400 grados Celsius).
El campo magnético de la Tierra atrae esta bola sólida de metal caliente, provocando que gire. Al mismo tiempo, la gravedad y el flujo del núcleo externo líquido y el manto atraen al núcleo. Durante muchas décadas, el empuje y atracción de estas fuerzas provoca diferencias en la velocidad de rotación del núcleo, dijo Vidal.
El flujo de fluido rico en minerales en el núcleo externo genera corrientes eléctricas que alimentan el campo magnético de la Tierra, que protege a nuestro planeta de la mortal radiación solar. Aunque se desconoce el efecto directo del núcleo interno sobre el campo magnético, los científicos han informado previamente… En 2023 El núcleo que gira lentamente puede afectarlo y también puede acortar parcialmente la duración del día.
Cuando los científicos intentan «ver» el planeta entero, generalmente rastrean dos tipos de ondas sísmicas: ondas de presión u ondas P y ondas de corte u ondas S que se mueven a través de todo tipo de materia; Las ondas S sólo se mueven a través de sólidos o líquidos muy viscosos, según Servicio Geológico de EE. UU..
En la década de 1880, los sismólogos notaron que las ondas S generadas por los terremotos no pasaban por toda la Tierra, por lo que concluyeron que el núcleo de la Tierra estaba fundido. Pero algunas ondas P, después de atravesar el núcleo de la Tierra, aparecieron en lugares inesperados: la «zona de sombra», dijo Lehman. Nombralo -Crear anomalías que eran imposibles de explicar. Lehmann fue el primero en sugerir que las ondas P turbulentas podrían interactuar con un núcleo interno sólido dentro de un núcleo externo líquido, basándose en datos de un terremoto masivo de 1929 en Nueva Zelanda.
Al rastrear las ondas sísmicas de los terremotos que han atravesado el núcleo interno de la Tierra siguiendo trayectorias similares desde 1964, los autores del estudio de 2023 descubrieron que la rotación sigue un ciclo de 70 años. En la década de 1970, el núcleo interno giraba ligeramente más rápido que el planeta. Luego se desaceleró alrededor de 2008, y de 2008 a 2023 comenzó a moverse ligeramente en la dirección opuesta, en relación con el manto.
En el nuevo estudio, Vidal y sus colegas observaron ondas sísmicas generadas por terremotos en los mismos lugares en diferentes momentos. Encontraron 121 ejemplos de terremotos de este tipo que ocurrieron entre 1991 y 2023 en las Islas Sandwich del Sur, un archipiélago de islas volcánicas en el Océano Atlántico al este del extremo sur de América del Sur. Los investigadores también observaron las ondas de choque que penetraron en el núcleo de las pruebas nucleares soviéticas realizadas entre 1971 y 1974.
La rotación del corazón afecta el tiempo de llegada de la onda, afirmó Vidal. La comparación del momento de las señales sísmicas a medida que entran en contacto con el núcleo reveló cambios en la rotación del núcleo a lo largo del tiempo, confirmando el ciclo de rotación de 70 años. Según los cálculos de los investigadores, el corazón está casi listo para empezar a acelerar de nuevo.
En comparación con otros estudios sísmicos que miden terremotos individuales a medida que pasan por el núcleo (independientemente de cuándo ocurren), utilizar sólo terremotos pareados reduce la cantidad de datos utilizables, «lo que hace que el método sea más desafiante», dijo Waszek. Sin embargo, hacerlo también permitió a los científicos medir con mayor precisión los cambios en el giro del núcleo, según Vidal. Si el modelo de su equipo es correcto, la rotación del núcleo comenzará a acelerarse nuevamente en unos cinco a diez años.
Los sismómetros también revelaron que a lo largo del ciclo de 70 años, la rotación del núcleo se desacelera y acelera a diferentes ritmos, «lo cual habrá que explicar», dijo Vidal. Una posibilidad es que el núcleo interno metálico no sea tan sólido como se esperaba. Si se deforma mientras gira, podría afectar la consistencia de su velocidad de rotación, dijo.
Los cálculos del equipo también sugieren que el núcleo tiene diferentes velocidades de rotación para el movimiento hacia adelante y hacia atrás, lo que añade «una contribución interesante al habla», dijo Waszek.
Pero la profundidad y la inaccesibilidad del núcleo interno significan que persisten las dudas, añadió. En cuanto a si el debate sobre la rotación del núcleo realmente ha terminado, Wasek dijo: «Necesitamos más datos y mejores herramientas multidisciplinarias para investigar esto más a fondo».
Aunque pueden ser rastreados y medidos, los cambios en la rotación del núcleo son casi imperceptibles para la gente en la Tierra, dijo Vidal. Cuando el núcleo gira más lentamente, el movimiento del manto se acelera. Este cambio hace que la Tierra gire más rápido y acorta la duración del día. Pero esos cambios rotacionales se traducen en sólo un milisegundo en la duración de un día, dijo.
“¿En términos de ese impacto en la vida de una persona?” Él dijo. «No puedo imaginar que eso signifique mucho».
Los científicos estudian el núcleo interno para aprender cómo se formó el interior profundo de la Tierra y cómo se vinculan las actividades en todas las capas del subsuelo del planeta. Vidal añadió que es particularmente interesante la misteriosa región donde el núcleo externo líquido rodea al núcleo interno sólido. Como lugar donde se encuentran el líquido y el sólido, este límite está «lleno de potencial de actividad», al igual que el límite entre el núcleo y el manto y el límite entre el manto y la corteza.
«Podríamos tener volcanes en el límite del núcleo interno, por ejemplo, donde los sólidos y los líquidos se encuentran y se mueven», dijo.
Debido a que la rotación del núcleo interno afecta el movimiento del núcleo externo, se cree que la rotación del núcleo interno ayuda a alimentar el campo magnético de la Tierra, aunque se necesita más investigación para descubrir su papel preciso. Waszczyk dijo que hay mucho que aprender sobre la estructura general del núcleo interno.
«Las metodologías nuevas y futuras serán fundamentales para responder las preguntas actuales sobre el núcleo interno de la Tierra, incluida la rotación».
Mindy Weissberger es una escritora científica y productora de medios cuyo trabajo ha aparecido en Live Science, Scientific American y How It Works.
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