Los minerales dejan de transferir calor en el núcleo de la Tierra

Los cristales de magnesiowustita pierden la capacidad de transmisión infrarroja cuando se aplastan. Crédito de la imagen: JHU/NASA. Click para agrandar
Investigadores del Laboratorio Geofísico de la Institución Carnegie han descubierto que ciertos minerales dejan de conducir la luz infrarroja a medida que se acercan al núcleo de la Tierra. Aunque transmiten perfectamente la luz infrarroja en la superficie, en realidad la absorben cuando son aplastados por las intensas presiones cerca del núcleo de la Tierra. Este descubrimiento ayudará a los científicos a comprender mejor el flujo de calor en el interior de la Tierra, además de ayudar a desarrollar nuevos modelos de formación y evolución planetaria.

Los minerales triturados por la intensa presión cerca del núcleo de la Tierra pierden gran parte de su capacidad para conducir la luz infrarroja, según un nuevo estudio del Laboratorio Geofísico de la Institución Carnegie. Dado que la luz infrarroja contribuye al flujo de calor, el resultado desafía algunas nociones arraigadas sobre la transferencia de calor en el manto inferior, la capa de roca fundida que rodea el núcleo sólido de la Tierra. El trabajo podría ayudar al estudio de los penachos del manto, grandes columnas de magma caliente que se cree que produce características como las islas de Hawái e Islandia.

Los cristales de magnesiowustita, un mineral común en las profundidades de la Tierra, pueden transmitir luz infrarroja a presiones atmosféricas normales. Pero cuando se aplastan a más de medio millón de veces la presión a nivel del mar, estos cristales absorben la luz infrarroja, lo que dificulta el flujo de calor. La investigación aparecerá en la edición del 26 de mayo de 2006 de la revista Science.

Los miembros del personal de Carnegie, Alexander Goncharov y Viktor Struzhkin, con el becario postdoctoral Steven Jacobsen, prensaron cristales de magnesiowustita utilizando una celda de yunque de diamante, una cámara unida por dos diamantes superduros capaces de generar una presión increíble. Luego hicieron brillar una luz intensa a través de los cristales y midieron las longitudes de onda de la luz que los atravesaba. Para su sorpresa, los cristales comprimidos absorbieron gran parte de la luz en el rango infrarrojo, lo que sugiere que la magnesiowustita es un mal conductor del calor a altas presiones.

“El flujo de calor en el interior profundo de la Tierra juega un papel importante en la dinámica, la estructura y la evolución del planeta”, dijo Goncharov. Hay tres mecanismos principales por los que es probable que el calor circule en las profundidades de la Tierra: conducción, la transferencia de calor de un material o área a otra; radiación, el flujo de energía a través de la luz infrarroja; y convección, el movimiento de material caliente. «La cantidad relativa de flujo de calor de estos tres mecanismos se encuentra actualmente bajo un intenso debate», agregó Goncharov.

La magnesiowustita es el segundo mineral más común en el manto inferior. Dado que no transmite bien el calor a altas presiones, el mineral en realidad podría formar parches aislantes alrededor de gran parte del núcleo de la Tierra. Si ese es el caso, es posible que la radiación no contribuya al flujo de calor general en estas áreas, y la conducción y la convección podrían desempeñar un papel más importante en la ventilación del calor del núcleo.

“Todavía es demasiado pronto para decir exactamente cómo afectará este descubrimiento a la geofísica de la Tierra profunda”, dijo Goncharov. «Pero gran parte de lo que asumimos sobre las profundidades de la Tierra se basa en nuestros modelos de transferencia de calor, y este estudio pone en duda mucho de eso».

Fuente original: Institución Carnegie

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