¿Por qué el núcleo interno de la tierra es sólido, a pesar de que se supera la temperatura crítica y la presión del hierro?

El núcleo interno de la Tierra no está por encima de la temperatura crítica del hierro, o más bien, el hierro no tiene una sola temperatura crítica. A temperatura ambiente, a presiones superiores a 13 GPa (como las que tendría en el fondo de la corteza terrestre, aunque la temperatura es más alta allí), el hierro puede formar una fase estable de cristal sólido con todos los átomos en un hexágono cerrado -configuración empaquetada; en contraste con la configuración cúbica centrada en el cuerpo menos densa, los átomos se asientan a baja presión. Esta fase de alta presión se llama “hexaferrum” o “hierro épsilon”. Puede permanecer estable y sólido a temperaturas muy altas dada una presión suficientemente alta.

El límite entre el núcleo interno y externo de la Tierra se establece por donde la presión se vuelve lo suficientemente alta como para que la temperatura de fusión del hierro (con la adición de un poco de níquel y azufre y varios elementos traza) sea igual a la temperatura a esa profundidad. Esto termina siendo una presión de aproximadamente 330 GPa y una temperatura de 5400 C.

En otras palabras: los materiales actúan de manera inusual en condiciones extremas.

Pura presión y gravedad, amigo mío, justo después de la interrupción de la gravedad, la gravedad aumenta dramáticamente.
Entonces resulta que muchos materiales pueden ser sólidos a una temperatura más alta si la presión también es más alta. Entonces, a pesar de que hace más calor en el núcleo interno, la presión en el núcleo también es mayor, y puede tener hierro-níquel sólido en lugar de líquido.

Que el núcleo interno de la Tierra es sólido es una observación basada en datos tomográficos.

Eso significa que las condiciones allí abajo deben ser tales que una aleación de hierro-níquel sea sólida.

Eso no es algo improbable, dado que la temperatura de fusión del hierro aumenta rápidamente a altas presiones.

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