Está ampliamente aceptado que el núcleo interno de la Tierra se formó hace unos mil millones de años cuando un sólido, pepita de hierro supercaliente comenzó a cristalizar espontáneamente dentro de un 4, Bola de metal líquido de 200 millas de ancho en el centro del planeta.

Un problema:eso no es posible, o por lo menos, nunca se ha explicado fácilmente, según un nuevo artículo publicado en Cartas de ciencia terrestre y planetaria de un equipo de científicos de la Universidad Case Western Reserve.

El equipo de investigación, integrado por el estudiante de posdoctorado Ludovic Huguet; Tierra, Ambiental, y los profesores de Ciencias Planetarias James Van Orman y Steven Hauck II; y el profesor de Ingeniería y Ciencia de los Materiales, Matthew Willard, se refieren a este enigma como la "paradoja de la nucleación del núcleo interno".

Esa paradoja es la siguiente:los científicos saben desde hace más de 80 años que existe un núcleo interno cristalizado. Pero el equipo de Case Western Reserve afirma que esta idea ampliamente aceptada descuida un punto crítico:uno que, una vez agregado, Sugeriría que el núcleo interno no debería existir.

La contradicción del núcleo interno

He aquí por qué:si bien es bien sabido que un material debe estar a la temperatura de congelación o por debajo de ella para ser sólido, resulta que hacer el primer cristal a partir de un líquido requiere energía extra. Esa energía extra, la barrera de nucleación, es el ingrediente que los modelos del interior más profundo de la Tierra no han incluido hasta ahora.

Para superar la barrera de nucleación y comenzar a solidificar, sin embargo, el líquido debe enfriarse muy por debajo de su punto de congelación, lo que los científicos llaman "sobreenfriamiento".

Alternativamente, se debe agregar algo diferente al metal líquido del núcleo, en el centro del planeta, que reduce sustancialmente la cantidad de sobreenfriamiento requerido.

Pero la barrera de nucleación del metal, a las extraordinarias presiones en el centro de la Tierra, es enorme.

"Todo el mundo, nosotros incluidos, parecía estar pasando por alto este gran problema:que los metales no comienzan a cristalizarse instantáneamente a menos que haya algo que baje mucho la barrera de energía, "Dijo Hauck.

El equipo de Case Western Reserve sostiene que las soluciones más obvias son sospechosas:

"Que el núcleo interno se sometió de alguna manera a un sobreenfriamiento masivo de aproximadamente 1, 800 grados Fahrenheit (1, 000 Kelvin) -mucho más allá de la cantidad de enfriamiento que han concluido los científicos. Si el centro de la Tierra hubiera alcanzado esta temperatura, casi todo el núcleo debería estar cristalizando rápidamente, pero la evidencia indica que no lo es.

"Que algo sucedió para bajar la barrera de nucleación, permitiendo que la cristalización ocurra a una temperatura más alta. Los científicos hacen esto en el laboratorio agregando una pieza de metal sólido a un metal líquido ligeramente sobreenfriado, haciendo que el material ahora heterogéneo se solidifique rápidamente. Pero es difícil imaginar a una escala del tamaño de la Tierra cómo pudo haber sucedido esto, cómo un sólido que mejora la nucleación podría haber encontrado su camino hacia el centro del planeta para permitir el endurecimiento (y expansión) del núcleo interno, Dijo Huguet.

"Entonces, si el núcleo es un líquido puro (homogéneo), el núcleo interno no debería existir en absoluto porque no podría haberse sobreenfriado hasta ese punto, ", Dijo Van Orman." Y si no es homogéneo, ¿Cómo llegó a ser así?

"Esa es la paradoja de la nucleación del núcleo interno".

Respuestas posibles

Entonces, ¿cómo se formó el núcleo interior sólido?

En este momento, La idea favorita del equipo es similar a la segunda solución anterior:que grandes cuerpos de metal sólido cayeron lentamente desde el manto rocoso hacia el núcleo para bajar la barrera de nucleación.

Pero eso requeriría que una pepita masiva, tal vez del tamaño de una gran ciudad, fuera lo suficientemente pesada como para caer a través del manto y luego lo suficientemente grande como para convertirla en el núcleo sin disolverse por completo.

Si ese es el caso, "tenemos que averiguar cómo podría suceder eso, ", Dijo Van Orman.

"Por otra parte, " él dijo, "¿Hay alguna característica ordinaria de los núcleos planetarios en la que no hayamos pensado antes, algo que les permita superar esa barrera de nucleación?

"Es hora de que toda la comunidad piense en este problema y cómo probarlo. El núcleo interno existe, y ahora tenemos que averiguar cómo llegó allí ".