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| Estructura interior de la Tierra y núcleo interno superiónico. Crédito: IGCAS |
El núcleo interno de la Tierra es menos denso que el hierro puro. Esto indica la presencia de elementos ligeros en su interior. Sin embargo, rara vez se tiene en cuenta el estado de estos elementos en el núcleo interno.
En un nuevo estudio, un equipo de investigación conjunto dirigido por el profesor He Yu, del Instituto de Geoquímica de la Academia China de Ciencias (IGCAS), ha descubierto que el núcleo interno de la Tierra no es un sólido normal. En su lugar, se compone de una subred de hierro sólido y de elementos ligeros de aspecto líquido, también conocidos como estado superiónico.
Estos elementos ligeros son muy difusos en las subredes de hierro en las condiciones del núcleo interno.
El estado superiónico es un estado intermedio entre el sólido y el líquido. Existe ampliamente en el interior de los planetas.
El equipo de investigación utilizó simulaciones computacionales de alta presión y alta temperatura basadas en la teoría de la mecánica cuántica. Descubrieron que algunas aleaciones de Fe-H, Fe-C y Fe-O se transformaban en un estado superiónico en condiciones de núcleo interno.
Los elementos ligeros del hierro superiónico se desordenan y se difunden como un líquido en la red. Por otro lado, los átomos de hierro permanecen ordenados y vibran alrededor de su retícula, formando el armazón de hierro sólido. Los coeficientes de difusión de C, H y O en las aleaciones de hierro superiónico son los mismos que los del Fe líquido.
El profesor He Yu, primer y correspondiente autor del estudio, dijo: "Es bastante anormal. La solidificación del hierro en el límite del núcleo interno no cambia la movilidad de estos elementos ligeros, y la convección de los elementos ligeros es continua en el núcleo interno".
El equipo también calculó las velocidades sísmicas en estas aleaciones de hierro superión. Encontraron una disminución significativa de la velocidad de las ondas de corte.
El co-primer autor Sun Shichuan del IGCAS dijo: "Nuestros resultados encajan bien con las observaciones sismológicas. Son los elementos de tipo líquido los que hacen que el núcleo interno se ablande".
Fuentes, créditos y referencias:
Yu He, Superionic iron alloys and their seismic velocities in Earth's inner core, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-021-04361-x. www.nature.com/articles/s41586-021-04361-x
Fuente: Academia China de Ciencias