En un esfuerzo por investigar las condiciones que se encuentran en el núcleo exterior fundido de la Tierra, Los investigadores determinaron con éxito la densidad del hierro líquido y la velocidad a la que el sonido se propaga a través de él a presiones extremadamente altas. Lo lograron con el uso de un yunque de diamante altamente especializado que comprime muestras, y sofisticadas mediciones de rayos X. Sus hallazgos confirman que el núcleo externo fundido es menos denso que el hierro líquido, y también poner valores a la discrepancia.

La novela de Julio Verne de 1864, "Viaje al centro de la Tierra", muestra a los exploradores en un viaje imaginativo al núcleo de la Tierra, donde encuentran una gigantesca caverna hueca que alberga un entorno prehistórico poblado de dinosaurios. Llegan allí gracias a una máquina perforadora con forma de tanque que navega a través de volcanes. Suena divertido, pero no hace falta decirlo, está muy lejos de la realidad, donde los investigadores exploran el interior de la Tierra con una variedad de técnicas e instrumentos de la seguridad comparativa de la superficie de la Tierra.

El equipo sísmico que mide cómo viajan los terremotos a través del planeta es fundamental para mapear algunos de los arreglos estructurales más grandes dentro de la Tierra, y gracias a esto, Se sabe desde hace mucho tiempo que en el corazón de la Tierra se encuentra un núcleo sólido rodeado por un núcleo externo líquido menos denso. Por primera vez, Los experimentos y simulaciones han mostrado a los investigadores detalles sobre este núcleo externo que antes eran inalcanzables. Y estos estudios revelan algunos detalles fascinantes.

"Recrear las condiciones que se encuentran en el centro de la Tierra aquí en la superficie no es fácil, ", dijo el profesor asistente del proyecto Yasuhiro Kuwayama del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias." Usamos un yunque de diamante para comprimir una muestra de hierro líquido sometida a un calor intenso. Pero más que simplemente crear las condiciones, necesitábamos mantenerlos el tiempo suficiente para tomar nuestras medidas. Este fue el verdadero desafío ".

Es más difícil medir la densidad de una muestra líquida que de una sólida, ya que el aparato tarda más en hacerlo. Pero con una configuración experimental única centrada en un yunque de diamante, que fue elaborado durante dos décadas, Kuwayama y su equipo mantuvieron su muestra lo suficiente como para recopilar los datos que necesitaban. Utilizaron una fuente de rayos X altamente enfocada del sincrotrón SPring-8 en Japón para sondear la muestra y medir su densidad.

"Encontramos que la densidad del hierro líquido, como la que se encuentra en el núcleo exterior, es de unas 10 toneladas por metro cúbico a una presión de 116 gigapascales, y la temperatura a ser 4, 350 Kelvin, "explicó Kuwayama." Como referencia, La temperatura ambiente típica es de aproximadamente 273 Kelvin. Así que esta muestra es 16 veces más caliente que tu habitación, y diez veces más denso que el agua ".

En comparación con esta nueva medida, la densidad del núcleo exterior de la Tierra parece ser aproximadamente un 8% menos densa que el hierro líquido puro. La sugerencia aquí es que hay elementos más ligeros adicionales en el núcleo exterior fundido que actualmente no están identificados. Esta investigación podría ayudar a otros en su búsqueda por revelar secretos más inalcanzables de las profundidades de la Tierra.

"Es importante investigar estas cosas para comprender más, no solo sobre el núcleo de la Tierra, pero sobre la composición, y por lo tanto comportamiento, de otros planetas también, "concluyó Kuwayama." Es importante señalar que no fue solo un equipo elaborado lo que nos ayudó a encontrar esta nueva información, pero también modelos matemáticos meticulosos y métodos analíticos. Nos sorprendió gratamente la eficacia de este enfoque, y espero que pueda conducir a una mayor comprensión del mundo bajo nuestros pies ".

El estudio se publica en Cartas de revisión física .