Hierro sólido y elementos superiónicos forman el corazón terrestre

   MADRID, 9 Feb. (EUROPA PRESS) -

   El núcleo interno de la Tierra no es un sólido normal, sino una subred de hierro sólido y elementos ligeros similares a los líquidos, lo que también se conoce como estado superiónico.

   Los elementos ligeros de tipo líquido son altamente difusivos en las subredes de hierro en las condiciones del núcleo interno, según una investigación dirigida por el profesor HE Yu, del Instituto de Geoquímica de la Academia China de Ciencias (IGCAS), publicada en la revista 'Nature'.

   El núcleo de la Tierra, la parte más profunda de nuestro planeta, se caracteriza por una presión y una temperatura extremadamente altas. Está compuesto por un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido.

   El núcleo interno se forma y crece debido a la solidificación del hierro líquido en el límite del núcleo interno. El núcleo interno es menos denso que el hierro puro, y se cree que algunos elementos ligeros están presentes en el núcleo interno.

   El estado superiónico, que es un estado intermedio entre el sólido y el líquido, existe ampliamente en el interior de los planetas. Utilizando simulaciones computacionales de alta presión y alta temperatura basadas en la teoría de la mecánica cuántica, los investigadores del IGCAS y del Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research (HPSTAR) descubrieron que algunas aleaciones de Fe-H, Fe-C y Fe-O se transformaban en un estado superiónico en condiciones del núcleo interno.

   En las aleaciones de hierro superiónicas, los elementos ligeros se desordenan y se difunden como un líquido en la red, mientras que los átomos de hierro permanecen ordenados y vibran en torno a su red, formando el entramado de hierro sólido. Los coeficientes de difusión de C, H y O en las aleaciones de hierro superiónicas son los mismos que los del Fe líquido.

   "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", afirma el profesor HE Yu, autor del estudio.

   Un antiguo misterio sobre el núcleo interno es que es bastante blando, con una velocidad de onda de corte bastante baja. Los investigadores calcularon las velocidades sísmicas en estas aleaciones de hierro superión y descubrieron una disminución significativa de la velocidad de las ondas de corte.

"Nuestros resultados encajan bien con las observaciones sismológicas. Son los elementos de tipo líquido los que hacen que el núcleo interno se ablande", asegura el coautor Sun Shichuan, del IGCAS.

   Los elementos ligeros altamente difusivos pueden afectar a las velocidades sísmicas, proporcionando pistas fundamentales para entender otros misterios del núcleo interno. La estructura anisotrópica, las atenuaciones de las ondas sísmicas y los cambios estructurales del núcleo interno durante las últimas décadas pueden racionalizarse en el modelo superiónico teniendo en cuenta la distribución y la convección de estos elementos de tipo líquido en el núcleo interno.