La mayor parte de nuestro conocimiento sobre lo que se encuentra en el centro de nuestro planeta proviene del estudio de las ondas sísmicas que surgen de los terremotos. Un análisis cuidadoso de estas ondas puede revelar la composición de las rocas y el metal debajo de la superficie de la Tierra.
Un nuevo estudio de ondas sísmicas que se propagan a partir de dos terremotos diferentes, en lugares similares pero separados por una brecha de 20 años, ha revelado cambios que están ocurriendo en el núcleo externo de la Tierra, la capa arremolinada de hierro y níquel líquido entre el manto (la roca debajo la superficie) y el núcleo interno (la capa más profunda).
El núcleo exterior y el hierro que contiene influyen directamente en el campo magnético de nuestro planeta, que a su vez proporciona protección contra la radiación solar y espacial que, de otro modo, haría imposible la vida en la Tierra.
Eso hace que la comprensión del núcleo externo y su evolución a lo largo del tiempo sea de vital importancia. Los datos registrados por cuatro monitores de ondas sísmicas en ambos terremotos mostraron que las ondas del último evento viajaron alrededor de un segundo más rápido al pasar por la misma región del núcleo externo.
“Algo ha cambiado a lo largo del camino de esa ola, por lo que ahora puede ir más rápido”. dice el geocientífico Ying Zhou
“Este es un material nuevo y más liviano. Estos elementos livianos se moverán hacia arriba y cambiarán la densidad en la región donde están ubicados”.
Los tipos de ondas analizados aquí son ondas SKS: atraviesan el manto como ondas de corte (la S), luego en el núcleo externo como ondas de compresión (la K), luego sale por el otro lado y vuelve a atravesar el manto como más ondas de corte (la segunda S). El momento de ese viaje puede ser revelador.
En cuanto a los dos terremotos, ambos ocurrieron cerca de las Islas Kermadec en el Océano Pacífico Sur: el primero en mayo de 1997 y el segundo en septiembre de 2018, lo que brinda a los investigadores una oportunidad única de ver cómo el núcleo de la Tierra puede haber cambiado con el tiempo.
Cómo viajan las ondas sísmicas a través del núcleo exterior. (Ying Zhou)
La convección que se produce en el hierro líquido del núcleo exterior de la Tierra a medida que se cristaliza en el núcleo interior crea corrientes eléctricas que fluyen, que es lo que controla el campo magnético que nos rodea. Sin embargo, la relación entre el núcleo externo y el campo magnético de la Tierra no se comprende completamente; gran parte se basa en modelos hipotéticos.
“Si miras el polo geomagnético norte, actualmente se está moviendo a una velocidad de unos 50 kilómetros. [31 miles] por año,” dice Zhou. “Se está alejando de Canadá y hacia Siberia. El campo magnético no es el mismo todos los días. Está cambiando”.
“Dado que está cambiando, también especulamos que la convección en el núcleo externo está cambiando con el tiempo, pero no hay evidencia directa. Nunca lo hemos visto”.
Este nuevo estudio, y potencialmente estudios futuros como este, podrían proporcionar información útil sobre cómo están cambiando exactamente el núcleo externo y su convección. Si bien los cambios señalados aquí no son enormes, cuanto más sepamos, mejor.
En este caso, Zhou sugiere que los elementos más ligeros como el hidrógeno, el carbono y el oxígeno se han liberado en el núcleo exterior desde 1997. Corresponde a una reducción de la densidad de alrededor del 2-3 por ciento y una velocidad de flujo de convección de unos 40 kilómetros (25 millas) por hora, según el artículo publicado.
Actualmente hay 152 estaciones de la Red Sismográfica Global en todo el mundo, que monitorean las ondas sísmicas en tiempo real. Si bien no podemos controlar la ubicación o el momento de los terremotos, podemos asegurarnos de que se registre la mayor cantidad de datos posible sobre ellos.
“Podemos verlo ahora”, dice Zhou. “Si podemos verlo a partir de ondas sísmicas, en el futuro, podríamos establecer estaciones sísmicas y monitorear ese flujo”.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.