Así es como se ve la Tierra por dentro:en el fondo se encuentra el núcleo de la Tierra, seguido por el manto de la Tierra. La corteza terrestre comienza a 35 kilómetros por debajo de la superficie. Crédito:Peter Eggermann / Adobe Stock
El enorme campo magnético que rodea la Tierra, protegerlo de la radiación y las partículas cargadas del espacio, y que muchos animales incluso usan con fines de orientación, está cambiando constantemente, por eso los geocientíficos lo mantienen constantemente bajo vigilancia. Las antiguas fuentes conocidas del campo magnético de la Tierra son el núcleo de la Tierra, hasta 6, 000 kilómetros de profundidad dentro de la Tierra y la corteza terrestre:en otras palabras, el suelo en el que nos paramos. El manto de la tierra, por otra parte, que se extiende de 35 a 2, 900 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra, hasta ahora se ha considerado en gran medida como "magnéticamente muerto". Un equipo internacional de investigadores de Alemania, Francia, Dinamarca y EE. UU. Han demostrado ahora que una forma de óxido de hierro, hematites, puede conservar sus propiedades magnéticas incluso en las profundidades del manto de la Tierra. Esto ocurre en placas tectónicas relativamente frías, llamados losas, que se encuentran especialmente debajo del Océano Pacífico occidental.
"Este nuevo conocimiento sobre el manto de la Tierra y la región fuertemente magnética en el Pacífico occidental podría arrojar nueva luz sobre cualquier observación del campo magnético de la Tierra, "dice el físico de minerales y primer autor Dr. Ilya Kupenko de la Universidad de Münster (Alemania). Los nuevos hallazgos podrían, por ejemplo, Ser relevante para cualquier observación futura de las anomalías magnéticas en la Tierra y en otros planetas como Marte. Esto se debe a que Marte ya no tiene dínamo y, por lo tanto, no tiene una fuente que permita la formación de un fuerte campo magnético que se origina en el núcleo, como el de la Tierra. Que podría, por lo tanto, Ahora valdrá la pena echar un vistazo más detallado a su manto. El estudio ha sido publicado en Naturaleza .
Antecedentes y métodos utilizados
En lo profundo del núcleo metálico de la Tierra, es una aleación de hierro líquida la que desencadena los flujos eléctricos. En la corteza más externa de la Tierra, las rocas provocan una señal magnética. En las regiones más profundas del interior de la Tierra, sin embargo, Se creía que las rocas perdían sus propiedades magnéticas debido a las altísimas temperaturas y presiones.
Los investigadores ahora examinaron más de cerca las principales fuentes potenciales de magnetismo en el manto de la Tierra:óxidos de hierro, que tienen una temperatura crítica alta, es decir. la temperatura por encima de la cual el material ya no es magnético. En el manto de la Tierra, Los óxidos de hierro se encuentran en losas que están enterradas desde la corteza terrestre hasta más adentro del manto, como resultado de cambios tectónicos, un proceso llamado subducción. Pueden alcanzar una profundidad en el interior de la Tierra de entre 410 y 660 kilómetros, la llamada zona de transición entre el manto superior e inferior de la Tierra. Previamente, sin embargo, nadie había logrado medir las propiedades magnéticas de los óxidos de hierro en las condiciones extremas de presión y temperatura que se encuentran en esta región.
El interior de la Tierra y el experimento ilustrado gráficamente. Las líneas de puntos azules muestran el campo magnético que rodea la Tierra. Los investigadores presionaron y calentaron muestras de la hematita de óxido de hierro que se encuentra en el manto de la Tierra entre dos diamantes (derecha) para simular las condiciones extremas en el manto de la Tierra. Observaron que el óxido de hierro es magnético en estas condiciones. Crédito:Timofey Fedotenko
Ahora los científicos combinaron dos métodos. Usando una llamada celda de yunque de diamante, exprimieron muestras de tamaño micrométrico de hematita de óxido de hierro entre dos diamantes, y los calentó con láseres para alcanzar presiones de hasta 90 gigapascales y temperaturas superiores a 1, 000 ° C (1, 300 K). Los investigadores combinaron este método con la llamada espectroscopia de Mössbauer para sondear el estado magnético de las muestras mediante radiación de sincrotrón. Esta parte del estudio se llevó a cabo en la instalación de sincrotrón ESRF en Grenoble, Francia, y esto permitió observar los cambios del orden magnético en el óxido de hierro.
El resultado sorprendente fue que la hematita permaneció magnética hasta una temperatura de alrededor de 925 ° C (1, 200 K):la temperatura que prevalece en las losas subducidas debajo de la parte occidental del Océano Pacífico a la profundidad de la zona de transición de la Tierra. "Como resultado, somos capaces de demostrar que el manto de la Tierra no está tan `` muerto '' magnéticamente como se ha supuesto hasta ahora, "dice la profesora Carmen Sánchez-Valle del Instituto de Mineralogía de la Universidad de Münster." Estos hallazgos podrían justificar otras conclusiones relacionadas con todo el campo magnético de la Tierra, " ella agrega.
Relevancia para las investigaciones del campo magnético terrestre y el movimiento de los polos
Usando satélites y estudiando rocas, los investigadores observan el campo magnético de la Tierra, así como los cambios locales y regionales en la fuerza magnética. Antecedentes:Los polos geomagnéticos de la Tierra, que no deben confundirse con los polos geográficos, se mueven constantemente. Como resultado de este movimiento, han cambiado de posición entre sí cada 200, 000 a 300, 000 años en la historia reciente de la Tierra. El último giro de los polos ocurrió 780, 000 años atrás, y los científicos de las últimas décadas informan de una aceleración en el movimiento de los polos magnéticos de la Tierra. El giro de los polos magnéticos tendría un efecto profundo en la civilización humana moderna. Factores que controlan los movimientos y volteo de los polos magnéticos, así como las instrucciones que siguen durante el vuelco aún no se entienden.
Una de las rutas de los polos observadas durante los volteretas corre sobre el Pacífico occidental, correspondiente muy notablemente a las fuentes electromagnéticas propuestas en el manto de la Tierra. Por lo tanto, los investigadores están considerando la posibilidad de que los campos magnéticos observados en el Pacífico con la ayuda de registros de rocas no representen la ruta de migración de los polos medidos en la superficie de la Tierra. pero se originan en la fuente electromagnética hasta ahora desconocida de rocas que contienen hematita en el manto de la Tierra debajo del Pacífico Occidental.
"Lo que sabemos ahora, que hay materiales ordenados magnéticamente en el manto de la Tierra, debe tenerse en cuenta en cualquier análisis futuro del campo magnético de la Tierra y del movimiento de los polos. ", dice el coautor, el profesor Leonid Dubrovinsky, del Instituto Bávaro de Investigación de Geoquímica y Geofísica Experimentales de la Universidad de Bayreuth.
