Los átomos desvelan nuevas pistas sobre el «origen caliente» del centro de la Tierra

En las entrañas ardientes del planeta Tierra, una gigantesca esfera de hierro gira incansablemente, como si fuera el corazón de una enorme criatura. En su interior, se alcanzan temperaturas de hasta 6.700 grados centígrados, y se libera tanto calor que las enormes y pesadas placas tectónicas cercanas a la superficie se mueven como si fueran simples macarrones flotando en una cacerola. El origen de este núcleo se remonta a las colisiones de los asteroides que quedaron en los alrededores del Sol durante el nacimiento de nuestro sistema planetario. Se cree que a medida que las rocas chocaban, se iban formando cuerpos mayores, y que la energía de los impactos acabó fundiendo algunas partes. Con el tiempo, se cree que estos ladrillos primordiales se transformaron, y que los materiales más densos quedaron acumulados en el centro del «bebé del planeta Tierra».

Este jueves, un estudio presentado en la revista «Science» ha tratado de una vez por todas de entender cómo se formó esta inmensa dinamo planetaria hecha de hierro. Los científicos, del Instituto Carnegie para la Ciencia, han reproducido en su laboratorio los extremos fenómenos que ocurrieron en la génesis de la Tierra. Para ello, han analizado cómo le afectan las extremas presiones al hierro, y han descubierto que la presión del centro de la Tierra probablemente fraccionó este elemento en varios isótopos (átomos del mismo elemento, pero con distinto número de neutrones en su núcleo), y que estos reaccionaron probablemente con elementos más ligeros para formar el centro de la Tierra de hoy en día.

«¿Qué quiere decir esto? Significa que ahora entendemos mejor cuál es la historia química y física de nuestro planeta», ha dicho Anat Sahar, el primer autor del estudio, en un comunicado. «Aunque la Tierra es nuestro hogar, aún hay muchas cosas que no entendemos sobre su interior».

Según los resultados de los investigadores, no solo se sospecha que la presión en el interior de la Tierra puede fraccionar el hierro en isótopos, sino que se podría descartar que en el núcleo hubiera elementos como carbono e hidrógeno, mientras que aún quedaría por confirmar si hay oxígeno, azufre o silicio.

Estudiar la génesis de la Tierra

Para empezar, aún no se entiende muy bien cómo los impactos de los asteroides, tanto metálicos como rocosos, acabaron originando un gran cuerpo en el que el hierro fundido se acumulaba en el centro, a la vez que las rocas más ligeras quedaban en la periferia, en un proceso conocido como «diferenciación».

El principal problema es que, evidentemente, no se puede bajar al núcleo de la Tierra para analizar los compuestos que existen en su interior. Por eso, los científicos tienen que conformarse con datos sismológicos para imaginar qué hay ahí abajo. Al igual que una persona golpea con el dedo una pared para saber si es muy gruesa o no, los investigadores pueden estudiar los sismogramas que se obtienen cuando hay terremotos para estimar cómo es el interior terrestre. Además, los investigadores también pueden estudiar las propiedades de los átomos para averiguar qué tipo de elementos se pueden acumular ahí abajo.

Y eso mismo es lo que ha hecho el equipo de Sahar. Su hipótesis decía que durante el proceso de diferenciación de la Tierra, en el que el hierro se acumuló en el centro y las rocas más ligeras quedaron en la superficie, el hierro interaccionó con elementos más ligeros, y que por ello se formaron residuos que hoy en día deberían poder encontrarse en las capas más superficiales.

Los resultados obtenidos por los investigadores han permitido demostrar que, efectivamente, la presión es capaz de fraccionar el hierro en varios isótopos, y que gracias a ella sería posible que interaccionara con elementos más ligeros. Pero esto mismo también ha permitido descartar que en el núcleo haya carbono o hidrógeno, a la vez que ha abierto la puerta a que haya oxígeno, azufre o silicio.

«La prueba de que las presiones extremas afectan al modo que tienen los isótopos de partirse, y el hecho de que podamos encontrar huellas de esos procesos en rocas de las profundidades, es un paso enorme en la dirección de entender la evolución geoquímica de nuestro planeta».

Ahora, resta comprobar si es posible que haya azufre o silicio en el núcleo. O quizás tratar de aprovechar lo que se ha averiguado para producir isótopos con nuevas propiedades.