viernes, 6 de agosto de 2010

La Tierra del cambio.


La Tierra es un sistema cíclico que ha estado funcionando un tercio de la edad del universo. Los microbios y las plantas toman incesantemente carbono, nitrógeno y oxígeno de la atmósfera y los liberan de diversas maneras. El agua se evapora de los océanos, cae en forma de lluvia sobre la tierra y fluye de regreso a los océanos. Al hacerlo se lleva por delante cordilleras montañosas completas, que después se levantan en otro lugar a partir de los sedimentos del fondo marino cuando los océanos se ven estrujados hasta cerrarse. Conforme se reabren nuevos océanos los volcanes escupen nueva corteza; la vieja corteza terrestre se destruye cuando las placas tectónicas regresan a las profundidades de las que, en última instancia, esos volcanes tomaron su fuego.

La Tierra tiene recursos materiales finitos. Pero gracias a su calor interno propio y a la luz del Sol tiene suministros casi ilimitados de energía con los que rehacerse en un amplio rango de escalas temporales. El agua permanece en la atmósfera un par de semanas; el dióxido de carbono se queda en los océanos miles de años; las montañas se levantan y desaparecen en decenas de millones de años; los océanos se abren y cierran en más tiempo aún.

Y para algunas cosas, en algunos lugares, hay una especie de quietud. El argón en la atmósfera simplemente está ahí, inerte; los cratones cristalinos del centro de los continentes ni se entierran ni se rompen por la tectónica de placas, aunque alguna vez se encuentran sumergidos en mares poco profundos y cubiertos de sedimentos mientras se deslizan de aquí para allá. No todo en todas partes parece fluir. Pero tenemos la sensación de que, cuanto más detenidamente se estudian estas “islas de estabilidad”, menos estables parecen.

Un estudio publicado en Nature por un equipo de la Universidad Joseph Fourier de Grenoble (Francia) cimenta esta sensación de forma espectacular. En el centro de la Tierra, debajo de las montañas y de los océanos; debajo de la delgada y frágil corteza; debajo del rocoso y fluido manto y del agitado núcleo externo de hierro líquido, hay un núcleo sólido. Si había algo en este planeta que pareciese poco probable que participase en sus ciclos sin fin era esta bola de metal, de 1.200 kilómetros de diámetro, sometida a unas presiones terribles desde todas direcciones por el peso de todo un planeta. Un centro estático y denso, alrededor del cual, todo gira.

Se sabe desde hace tiempo que el núcleo interno no está exento de cambios. Se suponía, eso sí, que los cambios sólo ocurrían en una dirección, simplemente se hacía más grande. La Tierra se está enfriando conforme pierde tanto el calor atrapado durante su proceso de creación como el que genera la desintegración de los elementos radioactivos que alberga. De hecho, es este enfriamiento el que provoca la lenta circulación del manto, que a su vez origina la tectónica de placas, responsable de los ciclos continuos de creación y destrucción de la superficie. Según se enfría, el núcleo externo se solidifica pasando a engrosar el núcleo interno. Se cree que este proceso hace que el núcleo interno crezca a un ritmo de unos 30 centímetros cada siglo.

La interesantísima hipótesis que proponen Thierry Alboussière, Renaud Deguen y Mickaël Melzani en el artículo de Nature es que este crecimiento lento es un efecto neto, lo que queda cuando una tasa de solidificación mayor se ve compensada por una tasa de fusión casi igual de grande. Este concepto surge de la hasta ahora inexplorada idea de que el núcleo interno esférico está muy ligeramente desplazado con respecto al centro de masas del planeta, de tal manera que un lado (el occidental) está ligeramente más profundo que el otro. En el lado más profundo la presión es mayor, por lo que el hierro se solidificaría. En el que está algo más elevado la presión es menor, y el hierro se funde.

El efecto neto de esta asimetría, suponiendo que continuase indefinidamente, sería lo que los autores llaman “traslación convectiva”: el hierro que se une al núcleo en el oeste se mueve lentamente a través de él hasta que sale, fundiéndose, por el este. A la velocidad que los investigadores sugieren para este proceso, un átomo de hierro necesitaría en promedio 80 millones de años en regresar al núcleo externo desde su unión al núcleo interno., si bien la deformación que este flujo impondría en el núcleo sólido complicaría bastante el esquema en formas que tienen todavía que estudiarse.

Este modelo podría ser capaz de explicar algunas cosas raras del núcleo interno, entre ellas que las ondas sísmicas lo atraviesan de forma diferente si lo hacen de norte a sur que si lo hacen de este a oeste, y su entorno, incluyendo la existencia de una capa particularmente densa de fluido justo por encima. También es posible que pueda tener implicaciones más allá del núcleo, que pueda explicar detalles de la circulación del núcleo externo, y por tanto de cómo varía el campo magnético terrestre con el tiempo.

Incluso si nuevas pruebas apoyan esta hipótesis, es probable que la idea de un núcleo interno en un continuo ciclo de recreación no afecte demasiado a los paisajes y ecosistemas que siguen sus propios ciclos 5.000 kilómetros más arriba. El efecto es más próximo al puramente estético: el de una Tierra en cambio permanente.

Referencia:

Alboussière, T., Deguen, R., & Melzani, M. (2010). Melting-induced stratification above the Earth’s inner core due to convective translation Nature, 466 (7307), 744-747 DOI: 10.1038/nature09257