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Viernes, 3 junio 2016
Geofísica

Resuelven un misterio sobre el campo magnético de la Tierra

La geodinamo que genera el campo magnético terrestre está alimentada por la convección en el núcleo exterior (la capa más externa del núcleo) rico en hierro de nuestro planeta, que remueve el material fundido y eléctricamente conductor como el agua que hierve en una olla. En combinación con la rotación de la Tierra, se establece un efecto dinamo, dando lugar al campo geomagnético. Este campo magnético nos protege contra las peligrosas partículas de alta energía del espacio, conocidos como rayos cósmicos, y su existencia es una de las cosas que hacen habitable a nuestro planeta.

 

La intensidad de la convección en el núcleo exterior depende del calor transferido desde el núcleo hacia el manto inferior (la capa más interna del manto de la Tierra) y de la conductividad térmica del hierro en dicho núcleo exterior. Si se transfiere mucho calor a través de la conducción, no queda mucha energía para impulsar la convección, y con ello la dinamo del planeta. Una conductividad térmica baja implica una convección más fuerte, haciendo que sea más probable que opere la geodinamo.

 

La generación y el mantenimiento del campo magnético de la Tierra dependen fuertemente de la dinámica térmica del núcleo.

 

Las mediciones de la conductividad térmica en condiciones relevantes han sido históricamente difíciles, incluso en épocas recientes. Los resultados de unos cálculos teóricos presentados no hace mucho postularon una conductividad térmica bastante alta, de hasta 150 vatios por metro por kelvin (150 W/m/K) del hierro en el núcleo terrestre. Una conductividad térmica tan alta reduciría las oportunidades de que se iniciara la geodinamo.

 

Según los modelos numéricos, una conductividad térmica elevada habría permitido el efecto geodinamo solo desde hace bastante poco en la historia de la Tierra, unos mil millones de años, más o menos. Sin embargo, hay pruebas de que la existencia del campo geomagnético se remonta a hace al menos 3.400 millones de años. Este misterio de la geodinamo ha estado desconcertando a los científicos desde que se planteó por vez primera.

 

El equipo de Zuzana Konopková, del Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán), Stewart McWilliams y Natalia Gómez-Pérez de la Universidad de Edimburgo en Escocia, Reino Unido, y Alexander Goncharov del Instituto Carnegie de Washington DC, ha empleado una técnica especial para medir la conductividad térmica del hierro a alta presión y alta temperatura y verificar si la teoría coincide con la realidad.

 

[Img #36383]

 

Estas mediciones se llevaron a cabo bajo diversas presiones y temperaturas, a fin de cubrir diferentes condiciones potencialmente reinantes en interiores planetarios y para obtener datos reveladores de la conductividad térmica como una función de la presión y la temperatura. Los resultados contradicen fuertemente a los cálculos teóricos. Konopková y sus colegas han encontrado valores muy bajos de conductividad térmica, unos 18 a 44 vatios por metro por kelvin, lo cual puede resolver la paradoja responsable del enigma y justificar que la geodinamo fuese operativa desde una época remota del pasado de la Tierra.

 

En otras palabras, el resultado de la primera medición directa de la conductividad térmica del hierro a presiones y temperaturas típicas del núcleo planetario indica que el campo magnético terrestre ha existido desde hace al menos 3.400 millones de años gracias a la baja capacidad de conducción del calor del hierro en el núcleo del planeta.

 

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