¿Por qué el núcleo de la Tierra es líquido y no completamente sólido?

Esta es una pregunta difícil de responder con mucho detalle y con certeza porque existen bastantes incertidumbres importantes.

Un cuerpo como Marte es más pequeño que la Tierra, por lo que se espera que se enfríe mucho más rápido.

Se sabe muy poco, directa o indirectamente, sobre el núcleo y la estructura interior de Venus: es cierto que el planeta tiene un campo magnético débil, pero al menos algunos piensan que el núcleo puede ser parcialmente líquido y que tiene un líquido. manto. Venus es un poco más pequeño que la Tierra, lo que puede reducir la presión del núcleo considerablemente. Los gradientes térmicos pueden ser menores, por lo que hay menos convección en el núcleo externo, lo que explica el campo magnético más pequeño.

Es imposible obtener mediciones directas, incluso de la temperatura, del núcleo profundo de la Tierra, por supuesto, y las presiones son tan extremas allí, probablemente del orden de 2-3 millones de atmósferas, que la ecuación de estado del núcleo El material, que se cree que es hierro casi puro basado en la velocidad del sonido como lo demuestran los estudios sismológicos, no es del todo bien conocido.

El núcleo de la Tierra se encuentra a unos 6400 km debajo de la superficie, mientras que las mediciones de temperatura más profundas se han tomado a profundidades de, como máximo, un par de decenas de kilómetros debajo de la superficie de la corteza.

Sin embargo, la estructura aproximada de la Tierra se conoce a partir de datos sismológicos. Se sabe que una corteza sólida bastante delgada se superpone a una capa profunda de líquido pero una roca muy altamente viscosa llamada manto. Debajo del manto se encuentra el núcleo externo, que se cree que consiste en hierro líquido, y debajo del núcleo externo se encuentra el núcleo interno, que se cree que consiste en hierro sólido.

Dada esta estructura, está claro que el transporte de calor fuera de la Tierra no es un proceso fácil: se produce principalmente por una combinación de convección y conducción en el núcleo externo y el manto, y también se limita a la conducción en la corteza externa. como cierta disipación de energía debido a la tectónica de placas.

Entonces, una respuesta general a la pregunta es que la Tierra retiene un interior líquido, simplemente porque hace mucho calor en el interior, y el transporte de calor fuera del interior es un proceso lento.

Hay cuatro o cinco fuentes principales de calor interior imaginables

  1. El calor inicial sobrante de la acumulación de los cuerpos protoplanetarios que formaron la Tierra.
  2. El calor sobrante de la colisión del cuerpo del tamaño de Marte con la Tierra que se cree que formó la Luna.
  3. Calor causado por el hundimiento de los elementos del grupo de hierro hacia abajo en el núcleo interno, lo que provoca un calentamiento considerable debido a la fricción.
  4. Calor debido a la radiactividad del torio uranio y potasio en el núcleo y el manto.
  5. El calor latente se libera a medida que el núcleo interno sólido crece gradualmente en el límite con el núcleo externo líquido.

(1) puede dar cuenta de una gran cantidad de calor inicial, pero la mayor incertidumbre es cuánto de este calor se habría irradiado inmediatamente al espacio.

(2) fácilmente podría haber derretido los pocos miles de kilómetros exteriores del planeta.

(3) puede representar una gran cantidad de calefacción adicional.

(4) la magnitud del calentamiento radiactivo es incierta, ya que no se conoce cuán ricos son el núcleo profundo y el manto en los elementos radiactivos, pero esto puede ser un gran componente.

(5) puede proporcionar un calor adicional considerable, incluso si la tasa de crecimiento del núcleo interno es de solo un centímetro por año más o menos.

El calentamiento debido a las mareas lunares no es una fuente de calor significativa en comparación con ninguna de estas otras posibilidades.

Algunas estimaciones sitúan la radiactividad en una fracción del calentamiento total de hasta el 90%, y todas las demás contribuciones equivalen a mucho menos.

Es un área de investigación activa y la experimentación es muy necesaria en la ecuación de estado de alta temperatura y alta presión en el núcleo profundo.

Pero la respuesta básica es que la Tierra todavía tiene un interior en su mayoría líquido porque es difícil transportar el calor fuera de él: los mecanismos ahora son bastante ineficientes.

Intentaré proporcionar algunas referencias en una edición posterior.

Tengo la horrible sensación de que su pregunta es negativa, ya que los resultados más recientes (como el modelo de computadora muestra el núcleo de la luna rodeado de líquido y es causado por la gravedad de la Tierra) sugieren que, en todo caso, la Luna ha estado ‘robando’ la Tierra.

El volumen de la Luna es del 5% de la Tierra y su masa es del 1,2% (está hecho de ‘cosas’ más ligeras).

La investigación moderna sugiere que el núcleo de la Tierra está hecho de largos cristales de FeSi (a veces de hasta 20 km de largo) que darían cuenta de los diferentes momentos en que se necesitan ondas sísmicas para viajar en direcciones ortogonales desde el epicentro