Si pudieras viajar atrás en el tiempo 41, 000 años hasta la última edad de hielo, su brújula apuntaría al sur en lugar de al norte. Eso es porque durante un período de unos cientos de años, el campo magnético de la Tierra se invirtió. Estos cambios se han producido repetidamente a lo largo de la historia del planeta, a veces dura cientos de miles de años. Sabemos esto por la forma en que afecta la formación de minerales magnéticos, que ahora podemos estudiar en la superficie de la Tierra.

Existen varias ideas para explicar por qué ocurren las inversiones de campo magnético. Uno de estos se volvió más plausible. Mis colegas y yo descubrimos que las regiones en la parte superior del núcleo de la Tierra podrían comportarse como lámparas de lava gigantes, con gotas de roca que se elevan y caen periódicamente en las profundidades de nuestro planeta. Esto podría afectar su campo magnético y hacer que se voltee. La forma en que hicimos este descubrimiento fue mediante el estudio de las señales de algunos de los terremotos más destructivos del mundo.

Alrededor de las 3, 000 km por debajo de nuestros pies, 270 veces más abajo que la parte más profunda del océano, es el comienzo del núcleo de la Tierra, una esfera líquida de hierro y níquel en su mayoría fundidos. En este límite entre el núcleo y el manto rocoso de arriba, la temperatura es casi 4, 000 ℃ grados, similar al de la superficie de una estrella, con una presión de más de 1,3 millones de veces la de la superficie de la Tierra.

En el lado del manto de este límite, la roca sólida fluye gradualmente durante millones de años, impulsando la tectónica de placas que hace que los continentes se muevan y cambien de forma. En el lado central, líquido, el hierro magnético gira vigorosamente, creando y sosteniendo el campo magnético de la Tierra que protege al planeta de la radiación del espacio que de otro modo despojaría nuestra atmósfera.

Porque está tan bajo tierra La principal forma en que podemos estudiar el límite entre el núcleo y el manto es observando las señales sísmicas generadas por los terremotos. Usando información sobre la forma y la velocidad de las ondas sísmicas, podemos averiguar cómo es la parte del planeta por la que han viajado para llegar hasta nosotros. Después de un terremoto particularmente grande, todo el planeta vibra como una campana que suena, y medir estas oscilaciones en diferentes lugares puede decirnos cómo varía la estructura dentro del planeta.

De este modo, sabemos que hay dos grandes regiones en la parte superior del núcleo donde las ondas sísmicas viajan más lentamente que en las áreas circundantes. Cada región es tan grande que sería 100 veces más alta que el Monte Everest si estuviera en la superficie del planeta. Estas regiones, denominadas provincias grandes de baja velocidad o, más a menudo, simplemente "manchas", tienen un impacto significativo en la dinámica del manto. También influyen en cómo se enfría el núcleo, que altera el flujo en el núcleo externo.

Varios terremotos particularmente destructivos en las últimas décadas nos han permitido medir un tipo especial de oscilaciones sísmicas que viajan a lo largo del límite entre el núcleo y el manto. conocidos como modos Stoneley. Nuestra investigación más reciente sobre estos modos muestra que las dos manchas en la parte superior del núcleo tienen una densidad más baja en comparación con el material circundante. Esto sugiere que el material se está elevando activamente hacia la superficie, coherente con otras observaciones geofísicas.

Nueva explicación

Estas regiones pueden ser menos densas simplemente porque son más calientes. Pero una interesante posibilidad alternativa es que la composición química de estas partes del manto haga que se comporten como las gotas de una lámpara de lava. Esto significaría que se calientan y suben periódicamente hacia la superficie, antes de enfriar y salpicar el núcleo.

Tal comportamiento cambiaría la forma en que se extrae el calor de la superficie del núcleo durante millones de años. Y esto podría explicar por qué el campo magnético de la Tierra a veces se invierte. El hecho de que el campo haya cambiado tantas veces en la historia de la Tierra sugiere que la estructura interna que conocemos hoy también puede haber cambiado.

Sabemos que el núcleo está cubierto por un paisaje de montañas y valles como la superficie de la Tierra. Al utilizar más datos de las oscilaciones de la Tierra para estudiar esta topografía, Podremos producir mapas más detallados del núcleo que nos darán una mejor comprensión de lo que está sucediendo en las profundidades de nuestros pies.