¿Cómo sostiene la Tierra su campo magnético?

• Fecha : 6 de julio de 2020
• Fuente : Institución Carnegie para la Ciencia
• Resumen : La vida tal como la conocemos no podría existir sin el campo magnético de la Tierra y su capacidad para desviar las partículas ionizantes peligrosas. Se genera continuamente por el movimiento del hierro líquido en el núcleo externo de la Tierra, un fenómeno llamado geodinamo. A pesar de su importancia fundamental, muchoslas preguntas siguen sin respuesta sobre el origen del geodinamo. Un nuevo trabajo examina cómo la presencia de elementos más ligeros en el núcleo predominantemente de hierro podría afectar la génesis y la sostenibilidad del geodinamo.

¿Cómo formó la composición química del núcleo de nuestro planeta su historia geológica y habitabilidad?

La vida tal como la conocemos no podría existir sin el campo magnético de la Tierra y su capacidad para desviar las partículas ionizantes peligrosas del viento solar y los rayos cósmicos más lejanos. Se genera continuamente por el movimiento del hierro líquido en el núcleo externo de la Tierra, unfenómeno llamado geodinamo.

A pesar de su importancia fundamental, muchas preguntas siguen sin respuesta sobre el origen del geodinamo y las fuentes de energía que lo han sostenido durante milenios.

Nuevo trabajo de un equipo internacional de investigadores, incluidos los científicos actuales y anteriores de Carnegie Alexander Goncharov, Nicholas Holtgrewe, Sergey Lobanov e Irina Chuvashova examina cómo la presencia de elementos más ligeros en el núcleo predominantemente de hierro podría afectar la génesis y la sostenibilidad del geodinamo.los resultados son publicados por Comunicaciones de la naturaleza .

Nuestro planeta se acreció del disco de polvo y gas que rodeaba a nuestro Sol en su juventud. Eventualmente, el material más denso se hundió hacia adentro en el planeta en formación, creando las capas que existen hoy en día: núcleo, manto y corteza. Aunque, elel núcleo es predominantemente de hierro, los datos sísmicos indican que algunos elementos más ligeros como oxígeno, silicio, azufre, carbono e hidrógeno se disolvieron en él durante el proceso de diferenciación.

Con el tiempo, el núcleo interno cristalizó y se ha enfriado continuamente desde entonces. Por sí solo, ¿podría el calor que fluye fuera del núcleo y hacia el manto conducir el geodinamo? ¿O esta convección térmica necesita un impulso adicional de la flotabilidad de la luz?elementos, no solo calor, que se mueven fuera de un núcleo interno de condensación?

Comprender los detalles de la composición química del núcleo puede ayudar a responder esta pregunta.

Los silicatos son predominantes en el manto, y después del oxígeno y el hierro, el silicio es el tercer elemento más abundante en la Tierra, por lo que es una opción probable para uno de los principales elementos más ligeros que podrían ser aleados con hierro en el núcleoDirigidos por Wen-Pin Hsieh de la Academia Sínica y la Universidad Nacional de Taiwán, los investigadores utilizaron la imitación basada en el laboratorio de las condiciones de la Tierra profunda para simular cómo la presencia de silicio afectaría la transmisión de calor desde el núcleo de hierro del planeta hacia el manto.

"Cuanto menos conductivo térmicamente es el material del núcleo, más bajo es el umbral necesario para generar el geodinamo", explicó Goncharov. "Con un umbral lo suficientemente bajo, el flujo de calor fuera del núcleo podría ser impulsado completamente por la convección térmica, conno es necesario el movimiento adicional de material para que funcione "

El equipo descubrió que una concentración de aproximadamente 8 por ciento en peso de silicio en su núcleo interno simulado, el geodinamo podría haber funcionado solo en la transmisión de calor durante toda la historia del planeta.

Mirando hacia el futuro, quieren expandir sus esfuerzos para comprender cómo la presencia de oxígeno, azufre y carbono en el núcleo influiría en este proceso de convección.

Los autores fueron apoyados por la Academia Sínica, el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación para el Avance de Becas Sobresalientes, la Academia de Ciencias de China, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., ElOficina de Investigación del Ejército, el Observatorio de Carbono Profundo y el Grupo de Jóvenes Investigadores Helmholtz.

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia del diario :

1. Wen-Pin Hsieh, Alexander F. Goncharov, Stéphane Labrosse, Nicholas Holtgrewe, Sergey S. Lobanov, Irina Chuvashova, Frédéric Deschamps, Jung-Fu Lin. Baja conductividad térmica de las aleaciones de hierro y silicio en las condiciones centrales de la Tierra con implicaciones para el geodinamo . Comunicaciones de la naturaleza , 2020; 11 1 DOI: 10.1038 / s41467-020-17106-7