septiembre 28, 2021

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El núcleo de hierro sólido de la Tierra está creciendo más rápido que el otro lado

Un nuevo estudio muestra que el núcleo de hierro sólido de la Tierra ha estado creciendo más rápido que el otro lado durante más de 500 millones de años.

Los sismólogos de la Universidad de California, Berkeley, exploraron el fenómeno de que crece más rápido bajo el mar de Banda en Indonesia que en Brasil, pero este patrón de desarrollo aleatorio no desequilibra el centro.

La gravedad distribuye el nuevo crecimiento de manera uniforme, cubriendo los cristales de hierro que se forman cuando el hierro fundido comienza a enfriarse, manteniendo un centro interior esférico.

El equipo dice que cuando el núcleo está desequilibrado, algo en el centro externo debajo de Indonesia elimina el calor del centro interno a un ritmo más rápido que debajo de Brasil en el otro lado del planeta, dice el equipo. . .

Los investigadores dijeron que el descubrimiento podría ayudar a “determinar el límite más relajado” para la edad del núcleo interno, entre 500 millones y 1.500 millones de años.

Las áreas de la capa de suelo muestran que el núcleo interno denso y denso (rojo) crece lentamente al congelar el núcleo externo (naranja) del hierro fundido. Las ondas sísmicas viajan rápidamente a través del centro de la tierra entre los polos norte y sur (flecha azul) y a lo largo del ecuador (flecha verde).

Las cuatro capas del planeta Tierra

Piel: A una profundidad de 70 km, es la capa exterior de la tierra, que cubre los mares y la tierra.

அங்கி: 2.890 km con blindaje bajo. Hasta ahora, estaba hecho de rocas de silicato ricas en hierro y magnesio en lugar de la capa y corteza más gruesas del planeta.

Centro al aire libre: Esta área se extiende a profundidades de 2890 a 5150 km y está compuesta por elementos más ligeros como hierro fundido y níquel.

Núcleo central: Cuando desciende a una profundidad de 6.370 km en el centro del planeta, se cree que esta área está hecha de níquel, hierro y acero.

Este rango de edad para el centro de la tierra ayudará a los científicos a aprender más sobre el campo magnético, que nos protege de la radiación solar dañina.

“Esto podría llevar a una discusión sobre cómo se formaron los campos magnéticos antes de que hubiera un núcleo interno sólido”, dijo Barbara Romanovich, coautora del estudio.

“Sabemos que los campos magnéticos existieron hace unos 3 mil millones de años, por lo que otros procesos deben haber bombeado convección en el núcleo externo en ese momento”.

Al comienzo de la historia de la Tierra, la edad del joven núcleo interno, el calor hirviente del núcleo fundido provenía de los elementos ligeros que lo separaban del hierro, no de la cristalización del hierro, como vemos hoy.

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“La controversia sobre la edad del centro profundo ha estado ocurriendo durante mucho tiempo”, dijo el científico asistente del proyecto Daniel Frost.

El problema es: si el núcleo interno solo pudiera existir durante 1.500 millones de años, según lo que sabemos sobre cómo pierde calor y qué tan caliente está, ¿de dónde vinieron los antiguos campos magnéticos?

“Aquí es donde se congela la idea de fundir el elemento de luz”.

Frost explica que el desarrollo asimétrico del núcleo interno, que crece a diferentes ritmos en cada lado del planeta, explica el misterio de hace tres décadas.

El misterio es que el hierro cristalino en el centro parece estar alineado desde el eje de rotación de la tierra hacia el oeste en lugar de hacia el este.

Mapa de medición de terremotos (triángulo) realizado por investigadores que miden las ondas sísmicas de un terremoto (círculo) para estudiar el centro interior de la Tierra.

El equipo dijo que los científicos esperan que los cristales estén aproximadamente orientados en lugar de tener un lado del planeta a favor del otro.

En un intento de explicar las observaciones, desarrollaron un modelo informático del crecimiento de cristales en el núcleo interno.

Sus modelos incluyen el desarrollo geofísico, cómo se descomponen y forman los materiales en la Tierra y la mineralogía del hierro a altas presiones y altas temperaturas.

“El modelo simple parece inusual: el centro interior es asimétrico”, dijo Frost.

Como dicen algunos, el lado oeste se ve diferente del lado este al centro, no solo la parte superior del centro interior. La única forma en que podemos explicarlo es que una página crece más rápido que otra.

El modelo ilustra que el crecimiento asimétrico, aproximadamente un 60 por ciento más alto en el este que en el oeste, puede dar preferencia a los cristales de hierro en el eje de rotación, con más alineación en el oeste que en el este.

“Lo que proponemos en este estudio es un modelo de convección sólida no balanceada en el centro interior, que corrige de manera confiable las observaciones sísmicas con condiciones de frontera geofísicas”, dijo Romanovich.

El suelo tiene capas parecidas a cebollas. El núcleo interno sólido de hierro-níquel tiene un radio de 745 millas o tres cuartos del tamaño de la Luna y está rodeado por un núcleo externo de hierro-níquel líquido de aproximadamente 1.500 millas de espesor.

El centro exterior está rodeado por una capa de roca caliente de 1.800 millas de espesor y la superficie está cubierta con una fina y fría corteza de roca.

La convección ocurre en el centro exterior, donde el calor del hierro cristalino escapa del centro interior, y en el manto, la roca caliente se mueve hacia arriba llevando este calor desde el centro del planeta a la superficie.

El nuevo modelo para sismólogos de la Universidad de California, Berkeley, muestra que el centro interior de la Tierra está creciendo más rápido en el lado este (izquierda) que en el oeste. La gravedad neutraliza el crecimiento asimétrico al empujar los cristales de hierro hacia los polos norte y sur (flechas).

¿Qué es el campo magnético de la Tierra y cómo nos protege?

El campo magnético de la Tierra es una capa de carga eléctrica que rodea nuestro planeta.

Este campo protege la vida de nuestro planeta porque llama a las partículas cargadas disparadas por el sol “viento solar”.

Sin esta capa protectora, es probable que estas partículas eliminen la capa de ozono, que es nuestra única línea de defensa contra los dañinos rayos UV.

Los científicos creen que el centro de la tierra es responsable de crear su campo magnético.

Cuando el hierro fundido escapa al núcleo exterior de la Tierra, genera corrientes convectivas.

Estas corrientes generan electricidad que genera un campo magnético en un proceso natural llamado geodinamo.

El fuerte movimiento de ebullición del núcleo exterior crea el campo magnético de la Tierra.

Según el modelo informático de Frost, a medida que crecen los cristales de hierro, la gravedad redistribuye el crecimiento de este a oeste dentro del centro interior.

Descubrieron que el movimiento de los cristales en el núcleo interno cerca del punto de fusión del hierro alinea las latitudes de los cristales hacia el oeste con el eje de rotación de la tierra hacia el este.

Este modelo predice con precisión nuevas observaciones de los investigadores sobre la sincronización de las ondas sísmicas que viajan a través del núcleo interno.

La anisotropía, o diferencia en el tiempo de viaje, aumenta con la profundidad paralela y perpendicular al eje de rotación.

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La mayor diferencia está a 250 millas al oeste del eje de rotación de la Tierra.

El modelo de crecimiento del núcleo interno proporciona una barrera a la relación níquel-hierro en el centro de la Tierra, dijo Frost.

Este modelo no reproduciría con precisión las observaciones sísmicas a menos que entre el cuatro y el ocho por ciento del núcleo interno esté niquelado.

Esto está cerca del porcentaje de meteoritos metálicos que alguna vez fueron los centros de planetas enanos de nuestro sistema solar.

Este modelo también les dice a los geólogos qué tan grueso es el núcleo o fluido interno.

“Sugerimos que la viscosidad interna del núcleo es relativamente grande”, dijo Romanovich.

Este es “un parámetro de entrada interesante para los geólogos que estudian los procesos de dínamo en el centro exterior”.

Los resultados se presentarán en la revista Nature Geoscience.

El núcleo de hierro fundido de la tierra forma un campo magnético.

Se cree que el campo magnético de nuestro planeta se desarrolla en la profundidad del centro de la tierra.

Nadie ha viajado aún al centro de la Tierra, pero los físicos pueden determinar la posible estructura estudiando las ondas de choque de los terremotos.

En el corazón de la Tierra hay un núcleo interno sólido, dos tercios del tamaño de la Luna, hecho principalmente de hierro.

A 5700 C, este hierro está tan caliente como la superficie del sol, pero la presión gravitacional evita que se vuelva líquido.

El núcleo exterior está rodeado por 2.000 km de hierro, níquel y una pequeña cantidad de otros metales.

El metal aquí es líquido porque la presión es menor que la del núcleo interno.

Las diferencias de temperatura, presión y composición en el núcleo exterior producen corrientes de convección en el metal fundido.

La fuerza de Coriolis causada por la rotación de la tierra también hace que el vórtice gire.

Este flujo de hierro fundido crea un campo eléctrico, que crea un campo magnético.

El metal cargado a través de este campo genera su propia electricidad, continuando así el ciclo.

Este círculo autosuficiente se llama geodinamo.

La rotación hacia arriba causada por la fuerza de Coriolis hace que los campos magnéticos individuales se alineen aproximadamente en la misma dirección, y el efecto combinado crea un campo magnético único y más amplio que rodea al planeta.