El viaje al centro de nuestro planeta comenzó hace un siglo cuando William Henry Bragg y su hijo, William Lawrence, usaron difracción de rayos X para revelar la configuración atómica de minerales comunes como halita, diamante, fluorita y calcita. En 2004 Hirose y Murakami, publicaron los resultados de sus trabajos experimentales que realizaron para demostrar que la perovskita, un mineral de silicato de magnesio que contiene hierro y que constituye el elemento principal del manto inferior, se transforma en postperoskita a elevadas presiones y temperaturas, existentes en el límite entre el núcleo y manto.

Este nuevo “mineral”, aún no se ha encontrado en la naturaleza, es el responsable de que las corrientes de convección que tienen lugar en el manto sean más dinámicas y que se produzca una transferencia de calor más eficiente. De no existir este “mineral” los continentes habrían crecido más lentamente y la actividad volcánica habría sido menos intensa.
El conocimiento del interior de la Tierra, es más complejo que el conocimiento del sistema solar, de hecho, el hombre ha llegado tan sólo a12 km de profundidad en 1970, usando potentes perforadoras, aún cuando, el objetivo inicial era alcanzar unos 15000 metros, pero no se consiguió debido a las elevadísimas temperaturas que se alcanzan.
Actualmente, los científicos han podido sintetizar en el laboratorio minerales que constituyen las capas inferiores del manto, recreando las condiciones de presión y temperaturas que allí se encuentran. Así en 1974, a una presión de 30 gigapascal, sintetizaron perovskita, que es el mineral predominante a partir de los 660 kilometros.
Durante muchos años, los científicos consideraban la perovskita como un mineral ideal, que no podía transformarse en ningún otro debido a que su estructura es muy compactada, al rodearse los iones de magnesio de octaedros de silicio y oxígeno.
El laboratorio del doctor Hirose consiguió en 2001 superar el umbral de los 120 gigapascal utilizando yunques de diamante biselados; para estudiar qué efecto tiene esta presión tan elevada sobre la perovskita. Los resultados fueron sorprendentes, el patrón de difracción de la perovskita había cambiado, lo que indicaba una modificación de la estructura cristalina del mineral. Estos resultados no fueron aceptados de buen grado por la comunidad científica, ya que hasta ese momento la perovskita se consideraba un mineral ideal, muy compacto y que no experimentaba una transición de fase hacia otro mineral más denso. La demostración definitiva llegó cuando estos científicos consiguieron una transición de fase reversible, es decir, si la postperovskita es sometida de nuevo a bajas presiones, se obtiene la perovskita original.
El descubrimiento de la postperovskita contribuye a explicar la transferencia de calor del núcleo al manto. Entre el núcleo y el manto se formas las “plumas del manto”, cuando una pluma con postperovskita asciende, la presión disminuye y ésta se transforma en perovskita que tiene menor densidad, por tanto, disminuye el volumen de la pluma que al ser menos densa asciende con mayor facilidad.

En los primeros momentos de la formación de la Tierra, las temperaturas del núcleo y del manto inferior eran muy elevadas y por tanto no se formaba postperovskita. Según se va enfriando el planeta, parte de la perovskita se transforma en postperovkita, lo cual da lugar a un aumento de la temperatura del manto que desencadenaría una tectónica de placas más rápida y mayor actividad de placas.
En cuanto a la denominada capa D’’, capa más profunda del manto, presenta unas propiedades físicas muy distintas a las del resto del manto debido en gran medida a la presencia de postperovskita, lo que explica la existencia de una anomalía sísmica en esta zona, que anteriormente se atribuía a un cambio en la abundancia relativa de los elementos.
Todas estas investigaciones llevan a pensar que la posperovskita sea el componente principal de los núcleos rocosos de Urano y Neptuno, que no estaría presente en los núcleos de Júpiter y Saturno, ya que estos se encuentran a presiones y temperaturas muy elevadas, a las cuales la posperovskita sería inestable.
En un futuro, los investigadores con ayuda de yunques de diamante que soporten temperaturas y presiones similares a las del núcleo terrestre, podrían conocer las regiones más profundas de nuestro planeta y continuar con el fascinante “viaje al centro de la Tierra”.

FUENTES ELECTRÓNICAS

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