Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza) y el Instituto Carnegie, con sede en Washington (EE.UU.), han demostrado en condiciones de laboratorio que el calor que emana desde el núcleo de la Tierra hacia las capas superiores del planeta puede disiparse antes de lo que se pensaba.
En su estudio, los científicos realizaron un modelado matemático y una medición experimental con los que analizaron la evolución del planeta a través de la historia de su enfriamiento. La superficie de la Tierra se enfrió durante millones de años hasta que se formó la corteza tal y como la conocemos y habitamos hoy, pero hace 4.500 millones de años, la superficie del joven planeta registraba temperaturas calurosas extremas y estaba cubierta por un profundo océano de magma.
A medida que la corteza se solidificó, la enorme energía térmica del interior de la Tierra puso en marcha procesos dinámicos como la convección del manto, la tectónica de placas y el vulcanismo. Sin embargo, aún queda sin respuesta la pregunta de cuánto tiempo podría continuar este enfriamiento hasta que los mencionados procesos, impulsados por el calor, se detengan.
Una posible respuesta puede estar en la conductividad térmica de los minerales que se hallan en el límite entre el núcleo y el manto. Es allí donde la roca viscosa del manto de la Tierra entra en contacto directo con la mezcla de hierro y níquel fundidos del núcleo exterior, explican los investigadores.
Según los datos disponibles, el gradiente de temperaturas entre ambas capas es muy pronunciado y ese estrato límite está formado principalmente por el mineral bridgmanita (silicatos de hierro y magnesio). Sin embargo, hasta ahora se desconocía cuánto calor conduce este mineral desde el núcleo hasta el manto, dada la dificultad de verificarlo experimentalmente.
Mediciones a presión de diamante
Ahora, la colaboración estadounidense-suiza desarrolló un sofisticado sistema de medición que ha permitido medir en laboratorio la conductividad térmica del material en cuestión bajo las condiciones de presión y temperatura que prevalecen dentro de la Tierra. Para estas mediciones se utilizó un sistema de absorción óptica dentro de un aparato hecho de diamante y calentado con un láser.
Un artículo publicado en Earth and Planetary Science Letters el 15 de enero recoge los resultados de estas pruebas, mientras que el líder del estudio, Motohiko Murakami, señaló que su equipo demostró gracias a este sistema de medición "que la conductividad térmica de la bridgmanita es aproximadamente 1,5 veces más alta de lo que se suponía". Esto sugiere que el flujo de calor desde el núcleo hacia el manto también es mayor de lo que se pensaba anteriormente. Un mayor flujo de calor, a su vez, aumenta la convección del manto y acelera el enfriamiento de la Tierra.
Estos cambios pueden causar que la tectónica de placas, que se mantiene en marcha por los movimientos convectivos del manto, se desacelere más rápido de lo que se podía esperar a partir de los valores anteriores de conducción de calor.
Asimismo, el enfriamiento del manto podría acelerarse aún más, estiman los investigadores, después de que la mencionada bridgmanita se convierta en otro mineral que conduce el calor incluso más rápido (un proceso químico que también resulta previsible).
En conjunto, estos cálculos ofrecen "una nueva perspectiva sobre la evolución de la dinámica de la Tierra", resumió Murakami, y el punto final en este camino para nuestro planeta es quedarse "inactivo", al igual que lo son otros planetas rocosos, como Mercurio y Marte. Sin embargo, el equipo científico no pronostica cuánto tiempo durará la transformación hasta que las corrientes de convección se detengan en el manto.