Publicitat
Publicitat

Nous estudis afirmen que el ferro del centre del planeta desprèn més energia tèrmica del que es pensava i els científics miren d'esbrinar quina en pot ser la causa

L'enigma del nucli de la Terra

Els geòlegs saben des de fa molt de temps que el nucli de la Terra, que és uns 2.900 quilòmetres sota nostre, és una densa bola de ferro, carregada de productes químics, de la grandària de Mart i igual d'estranya que aquell planeta. És un lloc on les pressions cedeixen sota el pes de 3,5 milions d'atmosferes, com si 3,5 milions de cels ens caiguessin al damunt, i on les temperatures s'enfilen fins a 5.600ºC; tan elevades com a la superfície del Sol.

La calor del nucli ajuda a animar el trencaclosques gegant de plaques tectòniques que floten molt per damunt seu, per construir així muntanyes i treure a la superfície fons marins. Alhora, les sacsejades del ferro del nucli generen el camp magnètic de la Terra, que bloqueja la perillosa radiació còsmica, guia els vagabunds terrestres i il·lumina els cels del nord amb les bufandes de colors de les aurores boreals.

Energia tèrmica

Ara resulta que els actuals models del nucli, tot i ser espectaculars, potser no ho són prou. En un recent article publicat a Nature , Darío Alfe, del University College of London (UCL), i els seus companys han presentat proves que el ferro de les capes exteriors del nucli perd calor durant un procés força malbaratador anomenat conducció a un ritme que duplica o triplica les estimacions prèvies. Les conseqüències teòriques d'aquesta discrepància són transcendentals. Els científics diuen que alguna cosa ha de passar a les profunditats de la Terra que expliqui l'energia tèrmica que no apareix en els seus càlculs i esmenten les següents possibilitats:

-El nucli conté una càrrega de material radioactiu que és molt més elevada del que se sospitava i que, en desintegrar-se, desprèn calor.

-El ferro de la part més profunda del nucli se solidifica a un ritme sorprenentment ràpid i, durant aquest procés, deixa anar la calor latent de la cristal·lització.

-Les interaccions químiques entre els aliatges de ferro del nucli i els silicats rocosos del mantell que els recobreix són molt més intenses i actives del que s'havia cregut.

-Ens trobem davant d'una cosa nova i estranya que encara no coneixem.

"Molta gent està entusiasmada amb la notícia", diu Alfe. "S'adonen que potser funciona un nou mecanisme que no se'ls havia acudit". A tot arreu hi ha investigadors que han descobert una sèrie d'anomalies i sorpreses. S'han trobat indicis que el moviment de rotació del nucli intern és una mica més ràpid que el de la resta del planeta, tot i que els geòlegs discrepen sobre l'abast d'aquesta diferència de rotació i també sobre com s'ho fa exactament el nucli per resistir-se a la influència gravitatòria del mantell que l'envolta.

Miaki Ishii i els seus col·legues de Harvard creuen que el nucli s'assembla més a una nina russa que no a les habituals representacions, segons les quals es divideix en dues parts. Segons Ishii, no sols hi ha un nucli exterior de ferro líquid que envolta un nucli interior de ferro solidificat de la mida de la Lluna, sinó que, com indiquen les dades sísmiques, en el nucli intern hi ha també una altra capa, que anomenen el nucli més profund: una estructura d'uns 600 quilòmetres de diàmetre que podria molt ben ser de ferro gairebé pur.

La major part del que sabem del nucli prové de l'estudi de les ones sísmiques generades pels terratrèmols. Com explica John Vidale, de la Universitat de Washington, la majoria de terratrèmols s'originen en els 48 quilòmetres més pròxims a la superfície del planeta (igual que molts volcans), i no s'ha detectat cap font sísmica per sota de 800 quilòmetres. Però les ones d'energia dels terratrèmols es difonen per tota la Terra i es pot detectar que travessen el nucli. Aquest deixa a la superfície unes marques febles però de fàcil lectura a través del camp magnètic, que es propaga des de la gran geodinamo tectònica de ferro que va girant, impregna el planeta i s'endinsa en l'espai.

El retrat del nucli que emergeix dels estudis recents és estructurat i indòmit. La Terra va adquirir la seva actual constitució a base de capes a mesura que, gràcies a la gravetat, es formava a partir del llim fecund del jove sistema solar, mentre els ingredients més pesants, com el ferro i el níquel, migraven cap al centre i els materials rocosos més lleugers flotaven a la part de dalt.

També van ser empeses cap al nucli abundants restes d'elements lleugers, que es van unir fàcilment amb el ferro. Els científics miren d'esbrinar quina és la combinació d'oxigen, sofre i altres impureses que es correspon millor amb les dades sísmiques i els models informàtics. Les diferents capes es diferencien per clares fronteres entre estats o substàncies: entre la roca elàstica del mantell i el ferro líquid del nucli exterior, i entre el nucli exterior líquid i el nucli interior sòlid.

Es creu que la riquesa tèrmica del nucli és d'origen fonamentalment primordial: és una resta de la formació gravitacional del planeta que ha quedat empresonada a l'interior del mantell. De tota manera, com que la càlida Terra orbita per l'espai glacial, el nucli obeeix la segona llei de la termodinàmica i ha anat desprenent gradualment part de la calor emmagatzemada.

La calor es pot transmetre fonamentalment de dues maneres: dirigint-la directament cap a l'exterior, com es desplaça la calor per una paella, o expulsant-la mitjançant formes semblants a columnes de fum. Es considera que la conducció és una manera poc profitosa de transferir l'energia: la calor es mou, però la Terra no. En canvi, la convecció és potencialment molt activa.

En l'informe publicat a la revista Nature , Alfe i els seus col·legues van fer servir uns ordinadors molt potents i les dades bàsiques del comportament atòmic per calcular les propietats del ferro i els aliatges de ferro en les condicions que es creu que hi ha al nucli. Van arribar a la conclusió que el nucli perd dues a tres vegades més de calor per conducció del que es creia. Això significaria que quedaria una energia tèrmica insuficient per explicar les forces convectives que alimenten la geodinamo de la Terra. Per això cal plantejar-se la possibilitat d'altres fonts de calor, com ara reserves de potassi radioactiu o tori, o un nucli interior de ràpida cristal·lització.

Més continguts de

PUBLICITAT
PUBLICITAT
PUBLICITAT