El interior de la Tierra se enfría más rápido de lo que se creía

La evolución de nuestro planeta Tierra en realidad es la historia de su propio e inexorable enfriamiento interno. Hace 4500 millones de años, en la superficie de la joven Tierra reinaban temperaturas extremas y estaba cubierta por un profundo océano de magma. Fueron pasando millones de años, y la superficie del planeta se enfrió hasta formar una corteza frágil. Sin embargo, la enorme energía térmica que emanaba del interior de la Tierra puso en marcha procesos dinámicos, como la convección del manto, la tectónica de placas y el vulcanismo.

A día de hoy todavía no se ha podido saber con certeza a qué velocidad se ha enfriado la Tierra y cuánto tiempo ha tardado este enfriamiento en curso para detener los procesos impulsados por el calor. Una posible respuesta puede estar en la conductividad térmica de los minerales que forman el límite entre el núcleo y el manto de la Tierra.

Esta capa límite es importante porque es donde la roca viscosa del manto terrestre está en contacto directo con el fundido caliente de hierro y níquel del núcleo exterior del planeta. El gradiente de temperatura entre las dos capas es muy pronunciado, por lo que es posible que fluya mucho calor allí. La capa límite está formada principalmente por el mineral bridgmanita, una mezcla muy densa de silicatos de hierro y magnesio. Pero, como cuentan desde Eureka Alert, a los investigadores les resulta difícil estimar la cantidad de calor que este mineral conduce desde el núcleo de la Tierra hasta el manto porque la verificación experimental es muy difícil.

Sorpresa: el interior del planeta se enfría más rápido de lo que se creía

Sin embargo, el profesor de la ETH Zurich, Motohiko Murakami y sus colegas de la Carnegie Institution for Science han desarrollado recientemente un sofisticado sistema de medición que les permite medir la conductividad térmica de la bridgmanita en el laboratorio, en las condiciones de presión y temperatura similares a las del interior de la Tierra. Para ello, utilizaron un sistema de medición de la absorción óptica recientemente desarrollado en una unidad de diamante calentada con un láser pulsado.

Murakami señaló que este sistema de medición les permitió demostrar que la conductividad térmica de la bridgmanita es aproximadamente 1,5 veces mayor de lo que se suponía. En la práctica esto sugiere que el flujo de calor desde el núcleo hacia el manto es también mayor de lo que se pensaba hasta ahora. Un mayor flujo de calor, a su vez, aumenta la convección del manto y acelera el enfriamiento de la Tierra.

Esto puede hacer que la tectónica de placas, que se mantiene activa gracias a los movimientos convectivos del manto, se desacelere más rápido de lo que los investigadores esperaban basándose en los valores anteriores de conducción de calor. Murakami y sus colegas también han demostrado que el rápido enfriamiento del manto cambiará las fases minerales estables en el límite entre el núcleo y el manto.

Muchas dudas por resolver

Cuando se enfría, la bridgmanita se convierte en el mineral post-perovskita, una fase de alta presión de silicato de magnesio. Pero en cuanto la posperovskita aparece en el límite entre el núcleo y el manto y comienza a dominar, el enfriamiento del manto podría acelerarse aún más, según los investigadores, ya que este mineral conduce el calor de forma aún más eficiente que la bridgmanita.

"Nuestros resultados podrían darnos una nueva perspectiva sobre la evolución de la dinámica de la Tierra. Sugieren que la Tierra, al igual que los otros planetas rocosos Mercurio y Marte, se está enfriando y volviéndose inactiva mucho más rápido de lo esperado", explicó Murakami, algo que da una perspectiva diferente a la historia por venir de nuestro planeta y que los investigadores explican en una publicación de Earth and Planetary Science Letters.

De todas formas, aún no se puede decir cuánto tiempo tardarán en detenerse las corrientes de convección en el manto. "Todavía no sabemos lo suficiente sobre este tipo de acontecimientos como para precisar su calendario". Para ello es necesario comprender mejor cómo funciona la convección del manto en términos espaciales y temporales. Además, los científicos tienen que aclarar cómo afecta a la dinámica del manto la desintegración de elementos radiactivos en el interior de la Tierra, una de las principales fuentes de calor.