Ondas sísmicas sugieren que el núcleo interno "sólido" de la Tierra contiene una gama de líquidos, estructuras blandas y duras que varían en los 300 kilómetros superiores del núcleo interno.
A más de 5 mil kilómetros debajo de la superficie de la Tierra se encuentra el núcleo interno, una masa en forma de bola de principalmente hierro que es responsable del campo magnético de la Tierra. En la década de 1950, los investigadores sugirieron que el núcleo interno era sólido, en contraste con la región de metal líquido que lo rodea.
Ningún humano ni máquina ha estado en esta región. La profundidad, la presión y la temperatura hacen que el interior de la Tierra sea inaccesible.
Entonces, Butler, investigador del Instituto de Geofísica y Planetología de la Universidad de Hawai en Manoa, y el coautor Seiji Tsuboi, científico investigador de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre, confiaron en el único medio disponible para sondear la Tierra más interna: las ondas que producen los terremotos.
"Iluminada por terremotos en la corteza y el manto superior, y observada por observatorios sísmicos en la superficie de la Tierra, la sismología ofrece la única forma directa de investigar el núcleo interno y sus procesos", dijo Butler.
A medida que las ondas sísmicas se mueven a través de varias capas de la Tierra, su velocidad cambia y pueden reflejarse o refractarse según los minerales, la temperatura y la densidad de esa capa.
Para inferir características del núcleo interno, Butler y Tsuboi utilizaron datos de sismómetros directamente opuestos a la ubicación donde se generó un terremoto. Utilizando la supercomputadora Earth Simulator de Japón, evaluaron cinco emparejamientos para cubrir ampliamente la región del núcleo interno: Tonga-Argelia, Indonesia-Brasil y tres entre Chile-China.
"En marcado contraste con las aleaciones de hierro blandas y homogéneas consideradas en todos los modelos terrestres del núcleo interno desde la década de 1970, nuestros modelos sugieren que hay regiones adyacentes de aleaciones de hierro duras, blandas y líquidas o blandas en los 300 kilómetros superiores del núcleo interno", dijo Butler. "Esto impone nuevas limitaciones a la composición, la historia térmica y la evolución de la Tierra".
El estudio del núcleo interno y el descubrimiento de su estructura heterogénea proporcionan nueva información importante sobre la dinámica en el límite entre el núcleo interno y externo, que impactan el campo magnético de la generación de la Tierra.
"El conocimiento de esta condición límite de la sismología puede permitir mejores modelos predictivos del campo geomagnético que protege y protege la vida en nuestro planeta", dijo Butler.
Los investigadores planean modelar la estructura del núcleo interno con más detalle utilizando el Earth Simulator y comparar cómo esa estructura se compara con varias características del campo geomagnético de la Tierra. La investigación se publicó en Physics of the Earth and Planetary Interiors.
grb