¿Cómo saben los científicos que el centro de la Tierra es un núcleo muy caliente?

Mira esto en Estructura de la Tierra – Wikipedia: “El núcleo interno fue descubierto en 1936 por Inge Lehmann y generalmente se cree que está compuesto principalmente de hierro y algo de níquel. No es necesariamente un sólido, pero, debido a que puede desviar las ondas sísmicas, debe comportarse como sólido de alguna manera. La evidencia experimental a veces ha sido crítica de los modelos de cristal del núcleo. Otros estudios experimentales muestran una discrepancia bajo alta presión: los estudios de yunque de diamante (estático) a presiones centrales producen temperaturas de fusión que son aproximadamente 2000 K inferiores a las de los estudios de láser de choque (dinámico). Los estudios con láser crean plasma, y ​​los resultados sugieren que las condiciones limitantes del núcleo interno dependerán de si el núcleo interno es un sólido o es un plasma con la densidad de un sólido. Esta es un área de investigación activa.

En las primeras etapas de la formación de la Tierra hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones (4.5 × 109) años, la fusión habría causado que sustancias más densas se hundieran hacia el centro en un proceso llamado diferenciación planetaria (ver también la catástrofe del hierro), mientras que los materiales menos densos habría migrado a la corteza. Por lo tanto, se cree que el núcleo está compuesto en gran parte de hierro (80%), junto con níquel y uno o más elementos ligeros, mientras que otros elementos densos, como el plomo y el uranio, son demasiado raros para ser significativos o tienden a unirse al encendedor. elementos y así permanecen en la corteza (ver materiales felsicos). Algunos han argumentado que el núcleo interno puede tener la forma de un solo cristal de hierro.

En condiciones de laboratorio, una muestra de aleación de hierro y níquel se sometió a presiones similares al agarre en un tornillo de banco entre 2 puntas de diamante (celda de yunque de diamante) y luego se calentó a aproximadamente 4000 K. La muestra se observó con rayos X, y apoyó firmemente la teoría de que el núcleo interno de la Tierra estaba hecho de cristales gigantes que corrían de norte a sur “.

También mira esto al comienzo de la Estructura de la Tierra – Wikipedia: “La estructura interior de la Tierra está en capas en conchas esféricas, como una cebolla. Estas capas se pueden definir por sus propiedades químicas y reológicas. La Tierra tiene una corteza sólida de silicato externo, un manto altamente viscoso, un núcleo externo líquido que es mucho menos viscoso que el manto y un núcleo interno sólido. La comprensión científica de la estructura interna de la Tierra se basa en observaciones de topografía y batimetría, observaciones de rocas en afloramientos, muestras llevadas a la superficie desde mayores profundidades por volcanes o actividad volcánica, análisis de las ondas sísmicas que pasan a través de la Tierra, mediciones de los campos gravitacionales y magnéticos de la Tierra, y experimentos con sólidos cristalinos a presiones y temperaturas características del interior profundo de la Tierra “.

La estructura interna de la tierra.

Una última información interesante del núcleo interno: Wikipedia: “La temperatura del núcleo interno se puede estimar considerando las restricciones teóricas y experimentalmente demostradas sobre la temperatura de fusión del hierro impuro a la presión bajo la cual se encuentra el hierro en el límite de El núcleo interno (alrededor de 330 GPa). Estas consideraciones sugieren que su temperatura es de aproximadamente 5,700 K (5,400 ° C; 9,800 ° F). La presión en el núcleo interno de la Tierra es ligeramente mayor que en el límite entre los núcleos externo e interno: oscila entre aproximadamente 330 y 360 gigapascales (3,300,000 a 3,600,000 atm). El hierro puede ser sólido a temperaturas tan altas solo porque su temperatura de fusión aumenta dramáticamente a presiones de esa magnitud (ver la relación Clausius-Clapeyron).

Un informe publicado en la revista Science concluye que la temperatura de fusión del hierro en el límite interno del núcleo es 6230 ± 500 K, aproximadamente 1000 K más que las estimaciones anteriores “.

Vista esquemática del interior de la Tierra. 1. corteza continental – 2. corteza oceánica – 3. manto superior – 4. manto inferior – 5. núcleo externo – 6. núcleo interno – A: discontinuidad de Mohorovičić – B: discontinuidad de Gutenberg – C: discontinuidad de Lehmann – Bullen.

El manto superior se divide en la litosfera, que no exhibe ninguna plasticidad (la plasticidad es la capacidad de fluir, incluso si es a una velocidad muy lenta), y la astenosfera, que exhibe plasticidad. Para obtener más información sobre el límite entre la litosfera y la astenosfera, consulte Límite litosfera-astenosfera – Wikipedia.

¡Esta es una gran pregunta! La respuesta de Fred Bruan da la verdad simple, pero si quieres entender la ciencia, imagina para una segunda serie de experimentos y pensamientos que condujeron allí.

1.) Me pregunto si podemos registrar lo que sucede en un terremoto. → Invención de un sismómetro básico y descubrimiento de varios tipos diferentes de ondas que mueven la tierra.

2.) ¿Cuál es la diferencia entre esas ondas y cómo se mueven por la tierra? → Construyendo sismómetros más sensibles y colocándolos en diferentes lugares, lo que lleva a descubrimientos de “anomalías” en las velocidades de las olas como reflejos inesperados y diferencias de velocidad.

3.) Parece que hay algo de densidad muy diferente allá abajo … Me pregunto qué es eso. → Observaciones combinadas de sismómetros, mediciones de calor, distribución de fuerza magnética, cambios cerca de volcanes, etc., que comienzan a avanzar en la formulación de teorías sobre formación de planetas, tectónica de placas, campo magnético terrestre, mecánica de núcleos y densidad …

Usted entiende: no se trata solo de sonar, sus docenas de experimentos relacionados, mediciones y teorías científicas que se descubren, refinan, abandonan y reemplazan, debaten … todo para llegar a la comprensión “simple” de un núcleo de hierro y níquel de múltiples capas .

¡Así es como funciona la ciencia! Haga preguntas simples y descubra las conexiones complicadas pero finalmente comprensibles.

Porque los volcanes:

El calor que derrite las rocas y las convierte en magma proviene de debajo de la corteza terrestre. ¡Debe, porque de ahí es de donde sale la lava!

El centro de la Tierra debe estar caliente. Si no fuera así, no tendríamos volcanes.

Hay muchas otras fuentes de datos (campo magnético, s-ondas sísmicas que se detienen debido a un núcleo externo líquido, la masa de la Tierra requiere un planeta mayormente de hierro / níquel, etc.) pero esta es la más concreta.

Excelente pregunta

La primera respuesta es la actividad volcánica. Es difícil ver cómo los volcanes podrían funcionar en un planeta sólido.

Desde hace tiempo se sabía que las minas más allá de unos cientos de metros de profundidad se calentaban. Sin embargo, se necesitaron los años 70 del siglo pasado para tener la habilidad de profundizar mucho más. Y el problema del calor se volvió mucho más severo. La mina más profunda actual se encuentra en Sudáfrica y tiene unos 3,9 km. Sin enfriamiento la vida es imposible.

En el siglo pasado, la posición de medición era lo suficientemente precisa como para darse cuenta de que algunos puntos de la Tierra no se movían en absoluto en comparación con los puntos cercanos, sino que se comparaban bastante entre sí. Esto dio lugar a la noción de placas tectónicas. Y tomó muchos años para que el mecanismo de las placas tectónicas se entendiera completamente como un panqueque delgado que flota en las capas inferiores lentas, pesadas pero fundidas de nuestro planeta.

En la última parte del siglo precioso comenzó la perforación. El pozo de perforación más profundo tiene 12 kilómetros y se encuentra en Rusia. A pesar del enfriamiento, las brocas simplemente se derriten.

El resto es proyección y conjeturas muy razonables. Lo que ayuda son los terremotos que envían ondas poderosas a través de la tierra y midiendo cuidadosamente el momento exacto en que esas ondas emergen en todo el mundo, la comprensión actual del núcleo es un contenido muy caliente y denso, principalmente de hierro.

Además de los volcanes, también hemos cavado algunas minas y pozos muy profundos, y en lo más profundo de ellos, hemos medido directamente la temperatura que aumenta constantemente a medida que avanzamos.