El Conicet participa de un hallazgo sobre el núcleo de la Tierra

Un equipo internacional de investigadores, integrado por científicos del Conicet, consiguió por primera vez determinar cómo responde el hierro cuando es sometido a las enormes presiones y temperaturas que existen en el núcleo interno de la Tierra. El trabajo, difundido en la revista Nature Communications, ofrece información inédita sobre las propiedades del principal componente del centro del planeta, una región que no puede observarse de manera directa.

El avance representa un aporte significativo para la geofísica, ya que ayuda a explicar tres fenómenos fundamentales: la propagación de las ondas sísmicas en el interior terrestre, el funcionamiento del campo magnético que protege al planeta y los procesos de formación y evolución de cuerpos rocosos, como otros planetas y asteroides con núcleos metálicos.

Uno de los aspectos centrales de la investigación fue el análisis de la denominada resistencia dinámica del hierro, es decir, su comportamiento cuando se deforma a velocidades extremadamente elevadas. Hasta ahora, la mayoría de los estudios se habían concentrado en medir su resistencia bajo deformaciones lentas, conocidas como condiciones estáticas.

Los experimentos demostraron que, bajo un esfuerzo aplicado a velocidades ultrarrápidas y en condiciones similares a las del centro terrestre, el hierro presenta un comportamiento diferente al previsto por los modelos tradicionales. Ese hallazgo obliga a revisar parte de las teorías sobre la estructura y dinámica del núcleo del planeta.

Cómo recrearon el centro de la Tierra

El núcleo interno soporta presiones equivalentes a entre tres y cuatro millones de atmósferas y temperaturas que oscilan entre los 4.000 y los 7.000 grados centígrados. Reproducir ese ambiente en un laboratorio era, hasta ahora, uno de los principales desafíos para los científicos.

Para lograrlo, los investigadores combinaron experimentos de alta precisión con simulaciones computacionales. Utilizaron el National Ignition Facility (NIF), en Estados Unidos, donde aplicaron pulsos de rayos X ultrarrápidos para observar la deformación del hierro en tiempo real. Posteriormente, los resultados fueron interpretados mediante modelos hidrodinámicos y simulaciones de dinámica molecular realizadas, entre otros centros, en la Universidad de Mendoza.

Las simulaciones anticiparon con notable precisión los resultados obtenidos durante los ensayos, confirmando la utilidad de los llamados laboratorios virtuales para estudiar fenómenos imposibles de observar de forma directa.

Un hallazgo con múltiples aplicaciones

Los investigadores comprobaron que, sometido a condiciones extremas, el hierro reorganiza la estructura de sus átomos, modificando sus propiedades mecánicas. Ese conocimiento tiene implicancias en distintas áreas de la ciencia.

En sismología, permitirá perfeccionar los modelos que describen la velocidad con la que viajan las ondas sísmicas por el interior del planeta, contribuyendo a una mejor comprensión de los terremotos.

También ofrece nuevas pistas sobre el funcionamiento del campo magnético terrestre, ya que mejora el conocimiento de la interacción entre el núcleo sólido y la capa líquida que lo rodea, responsable de generar el escudo que protege a la Tierra de la radiación solar.

Además, los resultados pueden aplicarse al estudio de la formación y evolución de otros planetas rocosos y de asteroides con núcleos ricos en hierro, ampliando el conocimiento sobre la historia del Sistema Solar.

El trabajo fue desarrollado por especialistas del Conicet junto con investigadores de instituciones como la Universidad de Stanford y la Universidad Politécnica de Madrid, en una colaboración internacional que combina experimentación de vanguardia y modelado computacional para explorar uno de los entornos más extremos del universo cercano.