El frío interno de la Tierra ‘más rápido de lo esperado’

Los investigadores de ETH Zurich han demostrado en el laboratorio qué tan bien conduce el calor el metal base en el límite entre el núcleo y la corteza de la Tierra. Esto lleva a sospechar que el calor de la Tierra puede derretirse antes de lo que se pensaba.

La Evolución de Nuestro Planeta La Historia del Refresco: Hace 4.500 millones de años, la superficie de la joven Tierra experimentó temperaturas extremas y fue cubierta por el profundo océano de magma. Durante millones de años, la superficie del planeta se enfría y forma costras quebradizas. Sin embargo, la enorme cantidad de energía térmica emitida desde el interior de la Tierra desencadena procesos dinámicos como la convección del manto, la tectónica de placas y el vulcanismo.

Sin embargo, las preguntas sobre qué tan rápido se enfriará la Tierra y cuánto tiempo llevará este enfriamiento continuo para detener los procesos térmicos antes mencionados siguen sin respuesta.

Puede haber una posible respuesta en la conductividad térmica de los minerales que forman el límite entre el centro de la tierra y el manto.

Esta capa límite es adecuada porque las rocas del manto terrestre están en contacto directo con la fusión caliente de hierro y níquel en el centro exterior del planeta. Dado que el gradiente de temperatura entre las dos capas es muy pronunciado, es probable que fluya más calor aquí. La capa límite está compuesta principalmente por el mineral bridgemanita. Sin embargo, la verificación experimental es muy difícil porque los investigadores tienen dificultades para estimar cuánto calor transmite este mineral desde el centro de la tierra hacia la corteza.

Ahora, el profesor de ETH Motohiko Murakami y sus colegas de la Carnegie Institution for Science han desarrollado un sofisticado sistema de medición que permite medir la conductividad térmica de la bridgesmanita en el laboratorio en las condiciones de presión y temperatura prevalecientes. Para las mediciones, utilizaron un sistema de medición de absorción óptica recientemente desarrollado en una unidad de diamante calentada por láser púlsar.

“Este método de medición nos permite demostrar que la conductividad térmica de la bridzmanita es 1,5 veces superior a la esperada”, dice Murakami. Esto indica que el flujo de calor desde el centro hacia el manto es mayor de lo que se pensaba. El aumento del flujo de calor aumenta la convección en la corteza y acelera el enfriamiento de la Tierra. Esto está respaldado por los movimientos de convección en el manto, el movimiento de las placas tectónicas se ralentiza más rápido de lo que esperaban los investigadores en función de los valores anteriores de conductividad térmica.

Murakami y sus colegas muestran que el rápido enfriamiento del manto transforma las fases minerales estables a lo largo del borde del manto central. A medida que se enfría, la bridgetnita se convierte en un mineral posterior a la perovskita. Pero a medida que Postboroughsky comienza a aparecer y domina la frontera entre el núcleo y el manto, los investigadores estiman que el enfriamiento del manto puede acelerarse porque este mineral conduce el calor de manera más eficiente que la bridgemanita.

«Nuestros resultados podrían darnos una nueva perspectiva sobre la evolución de la dinámica de la Tierra. martesSe enfría y se ralentiza mucho más rápido de lo esperado”, explica Murakami.

Sin embargo, no pudo decir cuánto tiempo tardarían en detenerse las corrientes de convección en el manto. «Todavía no sabemos lo suficiente sobre este tipo de eventos para determinar su momento». Para hacer esto, es necesario tener una buena comprensión de cómo funciona la convección en la visión general del espacio y el tiempo. Además, los científicos deben aclarar cómo la descomposición de los elementos radiactivos dentro de la Tierra, una de las principales fuentes de calor, afecta la cinética del manto.

Nota: Motohiko Murakami, Alexander F. Goncharov, Nobuyoshi Miyajima, Daisuke Yamazaki y Nicholas Holtgrove, 20, 20 de diciembre de 2012 Cartas desde la Tierra y la Ciencia Planetaria.
DOI: 10.1016 / j.epsl.2021.117329