El campo magnético de la Tierra nos protege de la mortal radiación cósmica, y sin ella, la vida tal como la conocemos no podría existir aquí. El campo es generado por el movimiento del hierro líquido en el núcleo externo del planeta, un fenómeno llamado «geodinamo«. No obstante, la forma en que se creó y se sigue manteniendo a día de hoy sigue siendo un misterio para los científicos. Un nuevo estudio publicado en Nature por un equipo dirigido por Alexander Goncharov, del Instituto Carnegie para la Ciencia arroja luz sobre la historia de esta ocurrencia geológica tan increíblemente importante.
Nuestro planeta surgió gracias a la acumulación del material rocoso que rodeaba a nuestro Sol en su juventud. Con el tiempo, el material más denso, el hierro, se hundió hacia el interior, creando paulatinamente las capas que conocemos en la actualidad: el núcleo, el manto y la corteza. Actualmente, el núcleo interno está formado por hierro sólido, con una pequeña cantidad de otros materiales que fueron arrastrados a las profundidades durante este proceso de estratificación. El núcleo externo es una aleación de hierro líquido, y su movimiento da lugar al campo magnético.
Es necesario comprender de una mejor forma el mecanismo por el que el calor es conducido tanto desde el núcleo interno sólido como del núcleo externo líquido para así reconstruir los procesos por los cuales nuestro planeta, y nuestro campo magnético, se desarrollaron, y lo que es más importante, entender cómo se genera la energía que mantiene de manera continua el campo magnético. El problema es que estos materiales, obviamente, existen bajo condiciones muy extremas, como son unas temperaturas extremadamente altas y unas presiones formidablemente intensas. Esto implica que su comportamiento no será el mismo que en la superficie.
«Nos dimos cuenta de la necesidad urgente de medir la conductividad térmica directa de materiales del núcleo en condiciones relevantes para el núcleo», dijo Goncharov. «Ya que, por supuesto, es imposible para nosotros llegar siquiera mínimamente cerca del núcleo de la Tierra y tomar muestras nosotros mismos.»
El equipo utilizó una herramienta llamada “celda de yunque de diamante” calentada por láser para imitar las condiciones de los núcleos planetarios y estudiar cómo el hierro conduce el calor bajo ellas. La celda de yunque de diamante comprime pequeñas muestras de material entre dos diamantes, creando las presiones extremas de las profundidades de la Tierra en el laboratorio. El láser calienta los materiales a las temperaturas existentes en el núcleo.
A través del uso de este tipo de “mimetismo de laboratorio”, el equipo fue capaz de observar las muestras de hierro a través de temperaturas y presiones que se encuentran dentro de planetas de tamaños que van desde Mercurio a la Tierra (entre 345.000 y 1,3 millones de veces la presión atmosférica normal y entre 2.400 y 4.900 grados Fahrenheit) y estudiar la forma en que propagan el calor.
Hallaron que la capacidad de estas muestras de hierro para transmitir el calor coincidía con el límite inferior de las estimaciones anteriormente realizadas de la conductividad térmica en el núcleo de la Tierra (entre 18 y 44 vatios por metro por kelvin, las unidades que utilizan los científicos para medir este tipo de cosas). Esto, básicamente, se traduce en una predicción de que la energía necesaria para mantener el geodinamo ha estado presente desde muy pronto en la historia de la Tierra.
«Con el fin de entender mejor conductividad de calor del núcleo, el próximo paso será resolver la manera en que los materiales no férricos que se unieron al viaje al núcleo cuando el hierro se hundió afectan estos procesos térmicos en el interior de nuestro planeta», agregó Goncharov.
