¿Cómo moldeó la composición química del núcleo de nuestro planeta su historia geológica y su habitabilidad?

La vida tal como la conocemos no podría existir sin el campo magnético de la Tierra y su capacidad para desviar partículas ionizantes peligrosas del viento solar y rayos cósmicos más lejanos. Se genera continuamente por el movimiento del hierro líquido en el núcleo exterior de la Tierra, un fenómeno llamado geodinamo.

A pesar de su importancia fundamental, Quedan muchas preguntas sin respuesta sobre el origen de la geodinamo y las fuentes de energía que la han sostenido durante milenios.

Nuevo trabajo de un equipo internacional de investigadores, incluidos los científicos actuales y anteriores de Carnegie, Alexander Goncharov, Nicholas Holtgrewe, Sergey Lobanov, e Irina Chuvashova examina cómo la presencia de elementos más ligeros en el núcleo predominantemente de hierro podría afectar la génesis y sostenibilidad de la geodinamo. Sus hallazgos son publicados por Comunicaciones de la naturaleza .

Nuestro planeta surgió del disco de polvo y gas que rodeaba a nuestro Sol en su juventud. Finalmente, el material más denso se hundió hacia adentro en el planeta en formación, creando las capas que existen en la actualidad:núcleo, manto, y corteza. A pesar de que, el núcleo es predominantemente de hierro, Los datos sísmicos indican que algunos elementos más ligeros como el oxígeno, silicio, azufre, carbón, e hidrógeno, se disolvieron en él durante el proceso de diferenciación.

Tiempo extraordinario, el núcleo interior cristalizó y se ha estado enfriando continuamente desde entonces. Por sí mismo, ¿Podría el calor que fluye desde el núcleo hacia el manto impulsar la geodinamo? ¿O esta convección térmica necesita un impulso adicional de la flotabilidad de los elementos ligeros? no solo calor, saliendo de un núcleo interno en condensación?

Comprender los detalles de la composición química del núcleo puede ayudar a responder esta pregunta.

Los silicatos son predominantes en el manto, y después del oxígeno y el hierro, el silicio es el tercer elemento más abundante en la Tierra, por lo que es una opción probable para uno de los principales elementos más ligeros que podrían alearse con hierro en el núcleo. Dirigido por Wen-Pin Hsieh de la Academia Sinica y la Universidad Nacional de Taiwán, Los investigadores utilizaron una imitación de laboratorio de las condiciones de la Tierra profunda para simular cómo la presencia de silicio afectaría la transmisión de calor desde el núcleo de hierro del planeta hacia el manto.

"Cuanto menos conductor térmico sea el material del núcleo, cuanto menor sea el umbral necesario para generar la geodinamo, "Explicó Goncharov." Con un umbral lo suficientemente bajo, el flujo de calor fuera del núcleo podría ser impulsado completamente por la convección térmica, sin necesidad de un movimiento adicional de material para que funcione ".

El equipo descubrió que una concentración de alrededor del 8 por ciento en peso de silicio en su núcleo interno simulado, la geodinamo podría haber funcionado únicamente con la transmisión de calor durante toda la historia del planeta.

Viendo hacia adelante, quieren ampliar sus esfuerzos para comprender cómo la presencia de oxígeno, azufre, y el carbono en el núcleo influiría en este proceso de convección.