Investigadores de los Laboratorios Nacionales Sandia han ayudado a desentrañar un antiguo misterio de la astrofísica: ¿por qué el hierro se encuentra por todo el manto de la Tierra, en la región de más o menos 2,000 millas de espesor entre el núcleo de la Tierra y su corteza?
A primera vista, parecía más razonable que el hierro que llega de colisiones entre la Tierra y planetesimales (que van desde varios metros a cientos de kilómetros de diámetro), durante las últimas etapas de formación de la Tierra, debería haber sido impulsado como bala directamente al núcleo de la Tierra, donde el hierro ya existe en gran cantidad.
Investigadores de los Laboratorios Nacionales Sandia han ayudado a desentrañar un antiguo misterio de la astrofísica: ¿por qué el hierro se encuentra por todo el manto de la Tierra, en la región de más o menos 2,000 millas de espesor entre el núcleo de la Tierra y su corteza?
A primera vista, parecía más razonable que el hierro que llega de colisiones entre la Tierra y planetesimales (que van desde varios metros a cientos de kilómetros de diámetro), durante las últimas etapas de formación de la Tierra, debería haber sido impulsado como bala directamente al núcleo de la Tierra, donde el hierro ya existe en gran cantidad.
Un segundo misterio correlacionado, es la razón por la que la luna tiene proporcionalmente mucho menos hierro en su manto que la Tierra. Dado que la Luna tendría que haber sufrido el mismo bombardeo extraterrestre como su vecino más grande, lo que podría explicar la relativa ausencia de ese elemento es ¿el propio manto de la luna?
Para responder a estas preguntas, los científicos dirigidos por el profesor Stein Jacobsen en la Universidad de Harvard y profesora Sarah Stewart de la Universidad de California en Davis (UC Davis) se preguntaron si es correcto el valor teórico aceptado del punto de vaporización del hierro, bajo altas presiones. Si la vaporización se produjo a presiones más bajas de lo supuesto, una pieza sólida de hierro, después del impacto, podría dispersarse en forma de vapor de hierro que cubre la Tierra en formación, en lugar de hacer una perforación a través de él. La lluvia rica en hierro resultante, crearía las vetas del elemento que actualmente se encuentra en el manto.
En cuanto a la luna, podría ocurrir la misma disolución de hierro en vapor, pero la más débil gravedad del satélite sería incapaz de capturar la mayor parte de los átomos de hierro de libre flotación, lo que explica la falta de depósitos de hierro en el vecino más cercano de la Tierra.
Buscando valores experimentales, más que teóricos, los investigadores recurrieron a su Programa de Ciencias Fundamentales, coordinado por el director de Sandia, Thomas Mattsson y máquina “Z” de Sandia. Esto llevó a una colaboración entre Sandia, la Universidad de Harvard, la Universidad de California Davis y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) para determinar un valor experimental para el umbral de vaporización de hierro que reemplazaría el valor teórico utilizado durante décadas.
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Imagen de la Tierra vía Shutterstock
