¿Cómo medimos la temperatura en el núcleo de la tierra?

Si desea medir la temperatura central de la Tierra, debe ser un experto en dicho campo que encontrará en la respuesta a continuación. Supongo que quiere saber cómo se mide la temperatura del núcleo terrestre.

Responder:

Debajo del manto, se puede encontrar el núcleo de la Tierra, que se compone de dos partes. Hay un núcleo externo líquido que rodea un núcleo interno sólido. Los científicos creen que el núcleo interno sólido es una bola sólida de hierro y níquel que está bajo mucha presión, que oscila entre 330 y 360 gigapascales (3,300,000 a 3,600,000 atm).

Toda esa presión mantiene el metal en el núcleo interno en forma sólida, a pesar de su temperatura extremadamente alta. En cuanto al núcleo de la Tierra, los científicos creen que está hecho principalmente de hierro debido al campo magnético que existe alrededor de la Tierra. Estudios científicos recientes llevan a los expertos a creer que el núcleo interno de la Tierra es de aproximadamente 10,800º F o 5980 grados C.

¡Cómo lo miden!

Los científicos han ideado formas ingeniosas de estudiar las capas de la Tierra. Los geólogos, por ejemplo, han usado durante mucho tiempo las ondas sísmicas para aprender sobre lo que se encuentra debajo de la superficie de la Tierra. Las ondas sísmicas son los tipos de ondas producidas por terremotos y otros movimientos de placas tectónicas que ocurren debajo de la superficie de la Tierra.

Al medir las ondas sísmicas, los científicos pueden aprender mucho sobre la composición de las capas subterráneas de la Tierra. Debido a que las capas están compuestas de diferentes materiales que varían en grosor, los investigadores pueden analizar las formas en que las ondas sísmicas rebotan en los límites entre varias capas. Las ondas sísmicas viajan a través de la roca de la misma manera que las ondas sonoras viajan a través del aire.

En cuanto al núcleo de la Tierra, los científicos creen que está hecho principalmente de hierro debido al campo magnético que existe alrededor de la Tierra. Utilizando tecnología avanzada, los científicos han podido determinar con mayor especificidad el punto de fusión exacto del hierro, lo que les permite hacer conjeturas informadas sobre las temperaturas que deben existir en el núcleo interno y externo de la Tierra. El hierro puede ser sólido a temperaturas tan altas solo porque su temperatura de fusión aumenta dramáticamente a presiones de esa magnitud.

Instrumentos utilizados:

Si podemos medir la temperatura de fusión del hierro a la presión extrema del límite entre los núcleos interno y externo, entonces esta temperatura de laboratorio debería aproximarse razonablemente a la temperatura real en esta interfaz líquido-sólido. Los científicos en los laboratorios de física mineral usan láseres y dispositivos de alta presión llamados células de yunque de diamante para recrear estas presiones y temperaturas infernales lo más cerca posible.

Adoptado de las referencias a continuación.

Referencias

¿Por qué está tan caliente el núcleo de la tierra? ¿Y cómo miden los científicos su temperatura?

Los sismólogos miden el flujo de calor desde el núcleo fundido de la Tierra hacia el manto inferior

Alfe, D., MJ Gillan y GD Price. “La composición y la temperatura del núcleo de la Tierra están limitadas mediante la combinación de cálculos ab initio y datos sísmicos”. Earth and Planetary Science Letters 195.1 (2002): 91-98.

Edmond A. Mathez, ed. (2000) TIERRA: DENTRO Y FUERA . Museo Americano de Historia Natural

John C. Butler (1995). “Notas de clase – El interior de la tierra”. Libro de calificaciones de geología física . Universidad de Houston

Stixrude, Lars; Wasserman, Evgeny; Cohen, Ronald E. (10 de noviembre de 1997). “Composición y temperatura del núcleo interno de la Tierra”. Revista de Investigación Geofísica: Tierra Sólida . 102 (B11): 24729–24739.

David R. Lide, ed. (2006-2007). Manual CRC de Química y Física .

Anneli Aitta (2006-12-01). “Curva de fusión de hierro con un punto tricrítico”. Revista de Mecánica Estadística: Teoría y Experimento . iop. 2006 (12): 12015–12030.


Figura. Esquema de las 4 capas de la Tierra basado en propiedades físicas químicas (y más o menos) .

Sabemos por cálculos matemáticos y empíricos: física, química y matemáticas, como dijo John Morrow. La inferencia es como tal:

Necesitamos saber 3 cosas sobre el “centro” de la Tierra para deducir su temperatura: la sustancia, el estado físico y la presión.

1. La sustancia.
La sustancia se deduce cuando reconocemos que 1) tenemos un campo magnético y 2) lo que esté en el centro de la tierra debe ser más denso que el basalto (de qué está hecho nuestro manto). Esto se debe a que si nuestro planeta estuviera hecho únicamente de basalto, la densidad calculada de la Tierra sería más baja de lo que los geólogos han calculado. El níquel-hierro resulta ser la sustancia más común que flota a nuestro alrededor en el sistema solar que es magnética y más densa que el basalto. No estoy seguro de si tenemos alguna medida directa de la sustancia.

2. El estado físico.
El estado físico del centro de la tierra apoya aún más el
cálculos de las figuras anteriores. Se envían 2 tipos de ondas al
Tierra cada vez que ocurre un terremoto: ondas P y ondas S. Observamos estas ondas sísmicas para prepararnos y estudiar los terremotos y, a través de esta medida, qué tan lejos y qué tan rápido viaja cada onda. La velocidad de las ondas sísmicas depende de la densidad del material a través del cual viaja, por lo que sabemos que en cierto punto profundo en el medio de la tierra, el material cambia de un material menos denso (núcleo externo fundido) a un material más denso (núcleo interno sólido).

3. Las presiones.
La capacidad de una sustancia para mantenerse sólida está relacionada con la temperatura y la presión. Una de las primeras cosas que aprendí en mi clase introductoria de geología fue que cuanto mayor era la presión ejercida sobre un material, mayor era la temperatura requerida para fundir esa sustancia. Si podemos calcular la presión ejercida por la masa de nuestro planeta (los geólogos tienen alrededor de 340 GPa o 3,400,000 atm) y conocer el estado físico de la sustancia (hierro sólido), podemos extrapolar a partir de estados físicos conocidos de hierro a una presión particular y niveles de temperatura: 5000-7000 grados centígrados. Esa es la temperatura en la cual el hierro puede permanecer sólido bajo 340 GPa de presión.

Ciertamente, un margen de error, pero no sé nada fuera de la ciencia que haya dado una respuesta más completamente determinada.


Citas:
todo lo demás – núcleo interno
imagen – The Dynamic Earth @ Museo Nacional de Historia Natural