El núcleo interno de la Tierra puede estar invirtiendo su rotación

Aug 08, 2023

Los científicos han propuesto que el núcleo interno sólido de la Tierra (amarillo en este diagrama) gira más rápido que el resto de la Tierra. Un nuevo estudio sugiere que la rotación del núcleo se ha detenido recientemente y está invirtiendo la dirección.

fpm/E+/Getty Images Plus

Por Nikk Ogasa

23 de enero de 2023 a las 11:00 am

Es posible que nuestro planeta haya tenido un cambio de opinión reciente.

Es posible que el núcleo interno de la Tierra haya dejado de girar temporalmente en relación con el manto y la superficie, informan los investigadores en la revista Nature Geoscience del 23 de enero. Ahora, la dirección de rotación del núcleo interno puede estar invirtiéndose (parte de lo que podría ser un ciclo de aproximadamente 70 años de duración que puede influir en la duración de los días de la Tierra y su campo magnético), aunque algunos investigadores se muestran escépticos.

"Vemos pruebas sólidas de que el núcleo interno ha estado girando más rápido que la superficie, [pero] alrededor de 2009 casi se detuvo", dice el geofísico Xiaodong Song de la Universidad de Pekín en Beijing. “Ahora se está moviendo gradualmente en la dirección opuesta”.

Un cambio tan profundo puede parecer extraño, pero la Tierra es volátil (SN: 13/01/21). Perfora la corteza en constante cambio y entrarás en el manto titánico, donde gigantescas masas de roca fluyen viscosamente durante lapsos de millones de años, a veces surgiendo para excoriar la corteza suprayacente (SN: 11/01/17, SN: 3/ 17/02, serie: 4/02/21). Profundiza más y llegarás al núcleo externo líquido de la Tierra. Aquí, las corrientes circulantes de metales fundidos evocan el campo magnético de nuestro planeta (SN: 4/9/15). Y en el corazón de ese derretimiento, encontrará una bola de metal sólida y giratoria de aproximadamente el 70 por ciento del ancho de la luna.

Este es el núcleo interno (SN: 28/01/19). Los estudios han sugerido que este corazón sólido puede girar dentro del núcleo externo líquido, impulsado por el par magnético del núcleo externo. Los investigadores también han argumentado que la inmensa atracción gravitacional del manto puede aplicar un freno errático en la rotación del núcleo interno, provocando que oscile.

La evidencia de la rotación fluctuante del núcleo interno surgió por primera vez en 1996. El geofísico Paul Richards del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia en Palisades, Nueva York, y Song, entonces también en Lamont-Doherty, informaron que en un lapso de tres décadas, las ondas sísmicas de Los terremotos tardaron diferentes períodos de tiempo en atravesar el corazón sólido de la Tierra.

Los investigadores dedujeron que el núcleo interno gira a una velocidad diferente a la del manto y la corteza, lo que provoca las diferencias horarias. El planeta gira aproximadamente 360 ​​grados en un día. Basándose en sus cálculos, los investigadores estimaron que el núcleo interno, en promedio, gira alrededor de 1 grado por año más rápido que el resto de la Tierra.

Pero otros investigadores han cuestionado esa conclusión, y algunos sugieren que el núcleo gira más lentamente que la estimación de Song y Richards o que no gira de manera diferente en absoluto.

En el nuevo estudio, mientras analizaban datos sísmicos globales que se remontaban a la década de 1990, Song y el geofísico Yi Yang, también de la Universidad de Pekín, hicieron una observación sorprendente.

Antes de 2009, las ondas sísmicas generadas por secuencias y pares de terremotos repetidos (conocidos como multipletes y dobletes) viajaban a diferentes velocidades a través del núcleo interno. Esto indicó que las ondas de los terremotos recurrentes cruzaban diferentes partes del núcleo interno, y que el núcleo interno giraba a un ritmo diferente al del resto de la Tierra, alineándose con la investigación previa de Song.

Pero alrededor de 2009 las diferencias en los tiempos de viaje desaparecieron. Eso sugirió que el núcleo interno había dejado de girar con respecto al manto y la corteza, dice Yang. Después de 2009, estas diferencias regresaron, pero los investigadores dedujeron que las ondas cruzaban partes del núcleo interno, lo que sugería que ahora estaba girando en la dirección opuesta al resto de la Tierra.

Luego, los investigadores estudiaron minuciosamente los registros de dobletes de terremotos en Alaska que datan de 1964. Si bien el núcleo interno parecía girar de manera constante durante la mayor parte de ese tiempo, parece haber hecho otra inversión de rotación a principios de la década de 1970, dicen los investigadores.

Song y Yang infieren que el núcleo interno puede oscilar con una periodicidad de aproximadamente 70 años, cambiando de dirección cada 35 años aproximadamente. Debido a que el núcleo interno está vinculado gravitacionalmente al manto y magnético al núcleo externo, los investigadores dicen que estas oscilaciones podrían explicar las variaciones conocidas de 60 a 70 años en la duración de los días de la Tierra y el comportamiento del campo magnético del planeta. Sin embargo, se necesita más trabajo para precisar qué mecanismos podrían ser responsables.

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Pero no todos los investigadores están de acuerdo. Yang y Song "identifican este reciente período de 10 años [que] tiene menos actividad que antes, y creo que probablemente sea confiable", dice el geofísico John Vidale de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles, que no participó en la investigación. Pero más allá de eso, dice Vidale, las cosas se vuelven polémicas.

En 2022, él y un colega informaron que las ondas sísmicas de las pruebas nucleares muestran que el núcleo interno puede invertir su rotación aproximadamente cada tres años. Mientras tanto, otros investigadores han propuesto que el núcleo interno no se mueve en absoluto. En cambio, dicen, los cambios en la forma de la superficie interna del núcleo podrían explicar las diferencias en los tiempos de viaje de las ondas.

Las observaciones futuras probablemente ayudarán a aclarar las discrepancias entre estos estudios, afirma Vidale. Por ahora, no le inquieta el supuesto estancamiento ctónico. "Con toda probabilidad, es irrelevante para la vida en la superficie, pero en realidad no sabemos qué está sucediendo", afirma. "Nos corresponde a nosotros resolverlo".

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Una versión de este artículo aparece en la edición del 25 de febrero de 2023 de Science News.

Y. Yang y X. Song. Variación multidecenal de la rotación del núcleo interno de la Tierra. Geociencia de la naturaleza. 23 de enero de 2023. doi: 10.1038/s41561-022-01112-z.

W. Wang y JE Vidale. Observación sismológica del núcleo interno oscilante de la Tierra. Avances científicos. vol. 8, 10 de junio de 2022. doi: 10.1126/sciadv.abm9916.

J. Yao y col. Cambio temporal de las fases sísmicas del núcleo interno de la Tierra: ¿rotación diferencial del núcleo interno o cambio temporal de la superficie del núcleo interno? Revista de investigación geofísica: Tierra sólida. vol. 124, julio de 2019. doi: 10.1029/2019JB017532.

X. Song y PE Richards. Evidencia sismológica de la rotación diferencial del núcleo interno de la Tierra. Naturaleza. vol. 382, 18 de julio de 1996. doi: 10.1038/382221a0.

Nikk Ogasa es redactor especializado en ciencias físicas para Science News. Tiene una maestría en geología de la Universidad McGill y una maestría en comunicación científica de la Universidad de California, Santa Cruz.

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