¿Cómo sostiene la Tierra su campo magnético?

Sin el el campo magnético de la Tierra y su capacidad para desviar partículas ionizantes peligrosas no existiría la vida tal y como la conocemos, pero ¿cómo es capaz la Tierra de sostener ese campo magnético? Un nuevo estudio parece haber encontrado la respuesta.

¿Cómo sostiene la Tierra su campo magnético?

El campo magnético de la Tierra, se genera continuamente a partir del movimiento del hierro líquido en el núcleo externo de la Tierra, un fenómeno que recibe el nombre de geodinamo. A pesar de su importancia fundamental, muchas son las preguntas que siguen sin respuesta sobre el origen del geodinamo, pero un nuevo estudio ha examinado cómo la presencia de elementos más ligeros en el núcleo predominantemente de hierro podrían afectar la génesis y la sostenibilidad del geodinamo.

El estudio ha corrido a cargo de un equipo internacional de investigadores, incluidos los científicos del instituto Carnegie para la ciencia, Alexander Goncharov, Nicholas Holtgrewe, Sergey Lobanov e Irina Chuvashova, y sus hallazgos fureon publicados por Nature Communications.

Los componentes ligeros en el núcleo de la Tierra y su relación con el campo magnético

Nuestro planeta acreció del disco de polvo y gas que rodeaba a nuestro Sol en su juventud. Finalmente, el material más denso se hundió hacia adentro durante la formación del planeta , creando las capas terrestres que se conocen hoy en día: núcleo, manto y corteza. Aunque el núcleo es predominantemente de hierro, datos sísmicos indican que algunos elementos más ligeros, como el oxígeno, el silicio, el azufre, el carbono y el hidrógeno, se disolvieron en él durante el proceso de diferenciación.

Poco a poco, el  núcleo interno cristalizó y desde entonces ha estado en un proceso de enfriamiento constante. La cuestión, ¿podría el calor que fluye desde el núcleo hacia el manto conducir el geodinamo? ¿O esta convección térmica necesita un impulso adicional de la flotabilidad de los elementos ligeros, no solo del calor, que sale de un núcleo interno de 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 ser aleados con hierro en el núcleo. Dirigidos por Wen-Pin Hsieh de la Academia Sínica y la Universidad Nacional de Taiwán, los investigadores utilizaron la imitación basada en 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 térmicamente conductor es el material del núcleo, menor es el umbral necesario para generar el 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 con una concentración de aproximadamente 8 por ciento en peso de silicio en su núcleo interno simulado, el geodinamo podría haber funcionado solo en la transmisión de calor durante toda la historia del planeta.

Mirando hacia el futuro, los científicos quieren expandir sus esfuerzos para comprender cómo la presencia de oxígeno, azufre y carbono en el núcleo influiría en este proceso de convección.