01/Jun/06

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Los minerales se tornan "oscuros" cerca del centro de la Tierra

La materia no se comporta igual a grandes presiones, por lo que se deberían ajustar algunas teorías.

(Carnegie Institution) - Un estudio del Geophysical Laboratory de la Carnegie Institution indica que los minerales comprimidos por la intensa presión cerca del centro de la Tierra pierden gran parte de su capacidad de conducir la radiación infrarroja. Dado que la radiación infrarroja contribuye a la circulación del calor, el resultado pone en duda algunas viejas nociones sobre la transferencia de calor en el manto inferior, la capa de roca derretida que rodea el núcleo sólido de la Tierra. Este trabajo puede ayudar a comprender las plumas del manto, grandes columnas de magma surgente que se cree que producen los rasgos geográficos tales como las islas hawaianas e Islandia.

Los cristales de magnesiowüstita, un mineral común en la profundidad terrestre, pueden transmitir la luz infrarroja a presión atmosférica normal. Pero cuando están comprimidos a más de la mitad de un million de veces la presión a nivel del mar, esos cristales entonces absorben la luz infrarroja, lo que detiene el flujo de calor.

La investigación aparece en el ejemplar del 26 de mayo de la revista Science.

La flecha muestra la región cercana al límite núcleo-manto, donde se encuentra la magnesiowüstita.

Los miembros de Carnegie Alexander Goncharov y Viktor Struzhkin, con el asociado postdoctoral Steven Jacobsen, sometieron a presión cristales de magnesiowüstita utilizando una celda de diamante, que es una cámara envuelta por dos diamantes superduros donde se puede ejercer una increíble presión. Enviaron una intensa luz infrarroja a través de los cristales y midieron la longitud de onda de la luz que pasó a través. Para su sorpresa, los cristales comprimidos absorbieron la mayoría de la luz del rango infrarrojo, lo que indica que la magnesiowüstita es un pobre conductor del calor a altas presiones.

"El flujo de calor en las profudidades de la Tierra juega un importante papel en la dinámica, estructura y evolución del planeta", dijo Goncharov. Hay tres mecanismos primarios por los que es probable que circule el calor en las profundidades de la Tierra, la transferencia de calor de un material a otro; la radiación y el flujo de energía por medio de la luz infrarroja; y la convección, o movimiento de material caliente. "Cual es la relación de cantidad de flujo de calor que existe entre esos tres mecanismos está hoy en intensa discusión", dijo Goncharov.

La magnesiowüstita es el segundo material más común en el manto inferior. Debido a que no transmite bien el calor a altas presiones, en realidad el mineral podría formar parches aislantes alrededor de gran parte del núcleo de la Tierra. Si este es el caso, la radiación no debería contribuir al flujo promedio de calor en esas áreas, y la conducción y la convección deberían jugar un rol mayor en transmitir calor desde el núcleo.

"Es muy pronto para decir cómo va a afectar exactamente este descubrimiento la geofísica terrestre profunda", dijo Goncharov. "Pero mucho de lo que asumimos sobre las profundidades de la Tierra tiene que ver con nuestros modelos de la transferencia de calor, y este estudio crea un montón de interrogantes".

Aportado por Eduardo J. Carletti