¿Y si “The Core” fuera real?

El “Amazing” Eugenio Manuel vino  a revolucionar la lista de correo de los colaboradores con una “inocente” pregunta que le planteó uno de sus alumnos (sí, esos alumnos): “Si la Tierra muriese geológicamente hablando ¿afectaría de algún modo a la vida sobre el planeta?” . Es decir, ¿qué sucedería si se enfriara el núcleo al dejar de descomponerse los isótopos radiactivos?

Para empezar, tenemos que partir de la hipótesis improbable de que esto ocurra de golpe. Actualmente, el proceso de descomposición y enfriamiento ya se está produciendo, e incluso existen estimaciones de cuánta vida geológica le queda a la Tierra. Pero incluso con las hipótesis más optimistas, el Sol se convertirá en una Gigante Roja antes de que eso sucediera (dentro de 7,5 miles de millones de años), terminando con la Tierra tal y como la conocemos antes de que llegase esa posible muerte geológica.

La primera consecuencia evidente es que se terminaría el vulcanismo y con él la renovación del agua por las fuentes termales y la formación de los minerales. Todos los ecosistemas asociados a este tipo de fuentes como, por ejemplo, los que viven en las dorsales oceánicas, se extinguirían. En el caso concreto de las dorsales, desaparecerían las bacterias quimiosintéticas, que ejercen de productores primarios, al no tener minerales con los que alimentarse (generalmente hierro y azufre) ya que éstos llegan a la superficie de la corteza disueltos en el agua termal. No sé fehacientemente qué cantidad de agua se filtra al subsuelo al cabo de un año pero de toda ésta sólo volvería a salir a la superficie aquella que lo haga en manantiales de zonas calizas.

El magnetismo terrestre también se vería afectado enormemente si el núcleo se enfriara y detuviese, surgiendo dos posibilidades.
La primera de ellas sería la desaparición completa del campo geomagnético, debido a que la dinamo interna que suponemos que lo genera ya no estaría en movimiento. Sin embargo, también cabe la posibilidad de que ocurra todo lo contrario, pues el hierro que conforma el núcleo terrestre, al igual que todos los materiales ferromagnéticos, esta compuesto por múltiples microimanes que, si se encuentran en las condiciones óptimas, podrían orientarse coherentemente conforme se enfría el material, dando lugar a un campo magnético remanente.

La respuesta a cuál de estas situaciones llegaríamos en caso de sufrir la espantosa catástrofe de la que hablamos está, como casi todo, en la termodinámica.

El proceso de enfriado es, al fin y al cabo, un proceso de intercambio térmico entre los átomos del hierro fundido del núcleo y el entorno; y un pequeño modelo de esfera cargada a la que se obliga a detener su rotación es suficiente para entender, al menos cualitativamente, el estado del núcleo tras su muerte geológica.

Es obvio que, conforme el núcleo se va frenando desde su estado actual, el campo magnético que genera descenderá debido a que la contribución de la dinamo será menor. Sin embargo, conforme el material sigue su camino hacia el reposo, aparece la clara dicotomía comentada antes; y es que el resultado final depende fuertemente de lo rápido que se detenga y enfríe el núcleo.

Si el tiempo de frenado es suficientemente largo, como ocurriría en un proceso geológico normal, los pequeños imanes que conforman el hierro fundido tendrán tiempo suficiente para orientarse en la misma dirección del campo creado durante la rotación. El resultado es un campo magnético neto, no muy grande, pero seguro que suficiente para evitarles incómodos tortazos a las palomas ciegas de The Core ya que, según los últimos estudios, las aves migratorias se orienta usando el efecto Zenon con el campo magnético terrestre.

La otra cara de la moneda es la situación en que el núcleo se detuviese muy rápido, fruto del maquiavélico plan de algún genio del mal. En esta situación, los imanes microscópicos no tendrían tiempo a orientarse y generar un campo magnético total neto, sino que se contrarrestarían entre sí, formando un material magnéticamente homogéneo y condenando a las aves migratorias al GPS, impidiendo su migración estacional. Esto tendría una gran repercusión en aquellos ecosistemas en el que estas aves, y todas aquellas que lleven a cabo su migración guiándose con el geomagnetismo, ejercen un papel importante en los ciclos depredador-presa. Tenemos pues, que la desaparición del campo magnético terrestre tendría consecuencias más graves que la simple inutilidad de nuestras brújulas.

De todas formas, en los dos escenarios tendríamos un campo magnético más débil que el actual, y en consecuencia la protección contra las partículas cargadas provenientes principalmente del viento solar quedaría mermada. Algunas simulaciones numéricas indican que la propia interacción del viento solar con la Tierra crearía un campo magnético inducido en la ionosfera, de una intensidad no mucho menor a la de la geodinamo actual, con una forma parecida a una onda de choque por la colisión entre este flujo de partículas y nuestro planeta. Sin embargo, la protección sería menor en la región donde la luz del Sol llega perpendicular a la superficie terrestre, y las capas superiores de la atmósfera aún se verían afectadas. Uno podría pensar que el bombardeo de partículas del viento solar excitaría las moléculas de la atmósfera produciendo auroras globales, pero esta interacción se daría sólo en el lado diurno de la Tierra. La posibilidad de contemplar este espectáculo desaparecería.

Consecuencia de la pérdida del dipolo y del vulcanismo, además, nuestra atmósfera no se renovaría, cada vez sería menos densa debido a que el viento solar iría arrastrando sus moléculas al espacio y el clima sería cada vez más extremo al carecer de esa manta gaseosa.

La tectónica de placas tardaría algo más en desactivarse porque el núcleo, al disminuir su temperatura, disminuiría también su presión y por ende, su volumen aumentaría, lo que aun ensancharía un poco las dorsales. Una vez parada la tectónica de placas entraría en juego la erosión y tendríamos, con el tiempo suficiente, un precioso yermo donde no habría valles ni montañas. Estas serían demolidas por los agentes erosivos y sus sedimentos irían a parar a zonas donde jamás serían elevados a montañas ni fundidos para surgir como nuevas rocas volcánicas. No todo sería malo, el CO2 que se fija en forma de carbonatos en el fondo del mar no viajaría nuevamente al fondo del manto y nunca volvería a la atmósfera a través de los volcanes, el exceso de efecto invernadero se paliaría un poco. :-P

Pero bueno, si quieren saber lo que no pasaría si solidificara el núcleo de forma más amena, disponte a disfrutar de ese compendio de mala ciencia que es “The Core”

Quisiera agradecer las aportaciones de todos los colaboradores que han cooperado a través de la lista.

38 Comentarios

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JoseleJosele

Hola! parece que soy el primero, entonces al sol “solo” le queda “gasofa” para 7,5 millones de años? hemos llegado en mal momento entonces :-D

Txema

No, al Sol le queda para 4,5 millones. Los 7,5 millones son para que se acabe el calor interno de la Tierra.

Txema

Muchas gracias por las aportaciones especialmente a MIguel, Héctor, Mario, Sergio L. Palacios, Manuel, Iván y seguro alguno más que me dejo.

DavifeDavife

Me ha surgido una duda al leer el artículo, concretamente con la frase:

“…el núcleo, al disminuir su temperatura, disminuiría también su presión y por ende, su volumen aumentaría.”

Si tanto el núcleo externo (líquido) como externo (sólido) están compuestos por Níquel y Hierro, ¿al solidificarse el núcleo externo (es decir, disminuir su termperatura) pasando a formar parte del núcleo interno, está aumentando su volumen?

Creo que la respuesta está en la compactación de las redes cristalinas de estos dos elementos a altas presiones y temperaturas.

He encontrado un artículo sobre ello (http://books.google.es/books?id=GjhK...038;f=false) pero no he sacado nada claro…

Tenéis un fantástico blog. :)

Arturo Quirantes

Lo siento, josele y txema, pero es que me lo ponéis a huevo:
- Perdone profe, pero ¿ha dicho que el sol se agotará en 4,5 millones de años?
- No, será en 4,5 MIL millones de años
- !Uf, qué alivio! ;-)

Lo que no sé si habéis considerado es el efecto térmico. Si la Tierra deja de generar calor, ¿qué pasará con la temperatura en la superficie? En principio, sería lógico suponer que se iría enfriando; pero por otro lado, ¿a qué velocidad? No creo que sea mucha. De hecho, si el enfriamiento es gradual, el gradiente térmico sería muy suave. Pero si el Malo Malísimo desactiva los isótopos radiactivos de golpe, la cosa va a ir distinta.

Por otro lado, no tengo tan claro que el vulcanismo desaparezca. Seguiremos teniendo montañas y zonas con alta densidad, que empujarán a las capas unas contra otras. Me gustaría elaborarlo más, pero me llaman para la pausa del cafelito. Salu2. AQ

Gouki

*No todo sería malo, el CO2 que se fija en forma de carbonatos en el fondo del mar no viajaría nuevamente al fondo del manto y nunca volvería a la atmósfera a través de los volcanes, el exceso de efecto invernadero se paliaría un poco. *

Un poco no.
Al final desapareceria todo el CO2 atmosferico. Las plantas moririan y despues toda la vida que depende de ella. Eso si se mantiene la luminosidad solar.

Al final creo que la ingenieria solar sera una posibilidad, por lo que la secuencia principal podria aumentarse a +/- 60.000 millones de años. Aumentar la vida geologica de la Tierra sera necesario por lo tanto.

DarkSapiens

Pero con la muerte de las plantas, la descomposición por seres anaerobios aportaría bastante CO2 a la atmósfera, ¿no?

Saludos.

DarkSapiens

Tengo la impresión de que llegaría a algún tipo de equilibrio XD

Pero yo estaba contando al fitoplancton también como desaparecido, ¿y tú? Creo la mayor parte de los carbonatos que precipitan y quedan como sedimentos se deben a las conchas de estos seres…

Saludos!

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Gouki

¿que equilibrio?

El CO2 atmosferico se transforma facilmente una vez disuelto al agua en carbonato, que es insoluble.
Para volver al aire tendria que someterse a altas temperaturas, y es aqui donde entra en juego la tectonica.
Sin tectonica todo el CO2 desapereceria de la atmosfera. En cuanto los niveles bajasen demasiado la mayoria de las plantas moriria, solo quedarian unas pocas. Pero no por mucho.
Sin tectonica habria que rediseñar microorganismos para descomponer los carbonatos o usar lentes gigantescas a la Trilogia de MArte para devolverlos a la atmosfera.

Eso contando que la iluminacion sobre la Tierra permaneceria.

Con mayor intesidad luminica el escenario cambia completamente, creo que independietemente(no del todo) de que el nucleo este activo o no.

0 (0 Votos)
TxemaCG

Creo que si eso sucediera y pudiéramos aun poblar la Tierra ya encontraríamos la forma de devolver ese CO2 a la atmósfera. Es algo en lo que tenemos mucha experiencia. :-P

Gouki

Lo decia manteniendo las condiciones de las que hablabas.
Pero si, si los ciclos biologicos/geologicos no pueen seguir, nosotros podremos hacerlo perfectamente.

De todas formas creo que dentro de unas decadas, el problema no va a ser el exceso de emisiones de CO2 a la atmosfera, sino todo lo contrario.

ManuelManuel

Lo del imán remanente hay que verlo con más calma.

En todo imán permanente existe el llamado “campo desimanador”, que se da en las fronteras bruscas entre material imanado y material de permeabilidad magnética baja. Dependiendo de la forma concreta que adquiera la zona que quedara imanada, ese campo desimanador puede ser más o menos grande.

En cualquier caso, con el tiempo se podría desimanar casi completamente la zona magnetizada. No sabría hacer las cuentas ahora, pero a bote pronto calculo que 1 millón de años podría ser suficiente para que el geoimán dejara de existir o se hiciera tan pequeño que dejara totalmente expuesta a la Tierra a la acción del viento solar y los chorros de materia ionizada del sol.

DarkSapiens

Buen apunte, pero cuidado, el propio choque del viento solar contra el planeta crea un campo inducido en el propio plasma que parece que podría proteger notablemente.

Un saludo!

Arturo Quirantes

Estaba yo pensando que, si el núcleo de la Tierra se detuviese pero siguiese caliente, no podríamos tener imanación permanente. La ley de Curie lo impediría (a temperaturas superiores a una dada, la imantación permanente de un imán desaparece).

ManuelManuel

Bueno, no lo des por descartado. El comportamiento de la materia en las condiciones del centro de la Tierra no se conoce bien y se podría dar un estado alotrópico del hierro con temperatura de Curie más elevada.

Ahskar

La parte de:

“el núcleo, al disminuir su temperatura, disminuiría también su presión y por ende, su volumen aumentaría”

Es completamente incorrecta:

Al enfriarse en núcleo, comenzaría a solidificarse, lo que implicaría una contracción. Además, si la presión interna disminuye, el núcleo disminuiría su capacidad para aguantar todo el peso que supone el resto del planeta.
En resumen, todo apunta a que el núcleo se contraería, y en consecuencia la corteza comenzaría a resquebrajarse y a montarse unas placas sobre otras. Este efectos e ha observado en otros planetas del sistema solar cuyo núcleo se enfrió, como mercurio:

“One unusual feature of the planet’s surface is the numerous compression folds, or rupes, which crisscross the plains. As the planet’s interior cooled, it may have contracted and its surface began to deform, creating these features.”

Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Mercury...net)#Plains

(Y en castellano)

“Un rasgo característico de la superficie de este planeta son los numerosos pliegues de compresión que entrecruzan las llanuras. Se piensa que como el interior del planeta se enfrió, se contrajo y la superficie comenzó a deformarse. Estos pliegues se pueden apreciar por encima de cráteres y planicies, lo que hace indicar que son mucho más recientes.”

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Mercuri..._superficie

DarkSapiens

Hay que tener en cuenta que Mercurio tiene un núcleo de hierro enorme comparado con su tamaño, de modo que no sé del todo cómo se trasladaría ese efecto a la Tierra.

De esa parte sobre el núcleo se encargó Fooly_Cooly, y no recuerdo muy bien cómo hizo los cálculos, habrá que ver si se pasa.

Saludos.

Ahskar

Lo que quería mostrar con el caso de mercurio, más que los efectos sobre la corteza y de los que yo tampoco estoy seguro, es que el núcleo al enfriarse se contrae (que, creo, es lo más lógico), no se expande. Tal vez es sólo una errata, pero quería aclararla con fuentes. ^^

Fooly_Cooly

Yo hice los cálculos sobre la magnetización remanente del núcleo tomando un pequeño modelo de corrientes que fluctuan con la temperatura y estadística de Maxwell-Boltzmann, pero sólo para la magnetización.

De cómo varía la presión, el volumen… etc… no me encargué yo.

Ahskar

Uhm he revisado el artículo. Es cierto que dice que en la liberación de calor latente afirma que el núcleo se hincha, pero también indica que es un enfriamiento desde dentro hacia fuera y esto es clave.
Lo que yo interpreto es lo siguiente: el enfriamiento se da como un burbujeo (convección) que hincha el material a medida que el calor se desplaza desde dentro hacia fuera (las zonas exteriores, sometidas a menos presión, se hincharían más con la ganancia de calor de la zona interna).
Hay que tener en cuenta que dice que se está expendiendo actualmente… pero eso es porque actualmente se está produciendo calor en el interior (radiactividad y fricción). Este calor no se acumula sin más dentro, tiende a salir, y al hacerlo calienta las zonas externas y las hincha.
En resumen que habla del proceso de enfriamiento actual, como proceso por el que se libera el calor acumulado dentro y que no escapa hacia la superficie de forma muy eficiente (debido a una corteza de materiales ligeros que la aísla en gran medida del medio interplanetario frío. Aunque es posible que me equivoque en mi interpretación.

Ahora bien, insisto en mi idea bajo los siguientes argumentos:
En un enfriamiento completo (repentino, o prolongado pero a largo plazo) el metal se volvería sólido, y por tanto más denso, lo que significaría un encogimiento generalizado. Un ejemplo de esto está, probablemente, en Mercurio.
Hasta donde yo sé, el hierro es más denso en solido que en líquido, al menos así lo reflejan los valores que he encontrado (por ejemplo en la wiki inglesa). Ahora bien, ¿podría tener un comportamiento anómalo, como el agua, a altas presiones? lo ignoro.
Por otro lado, si al enfriarse el hierro sólido fuera menos denso que el líquido, flotaría, como le pasa al hielo en el agua. Esto implicaría que tendríamos una costra de hierro sólido recubriendo todo el núcleo, cosa que no se da precisamente.
Por otro lado, el comportamiento del agua ilustra que ocurre cuando se enfría desde fuera hacia dentro: se enfría en superficie y se forma hielo que como es menos denso, no se hunde, y por tanto el interior permanece más caliente que la superficie. Un enfriamiento de dentro a fuera sólo tiene sentido en un contexto en el que al enfriarse el material se haga más denso y vuelva a caer hacia el fondo (convección).
Sería interesante preguntarle a algún geofísico al respecto.

DarkSapiens

Sí, si yo también lo veo como tú, pero no sé si hay cosas que se me escapan. Por ejemplo, en la Tierra el núcleo interno (sólido) es más caliente que el núcleo externo (líquido), y se mantiene en estado sólido por las grandísimas presiones a las que se ve sometido. Esto creo que no se da en Mercurio.

Supongo que enfriándose rápidamente sí se contraería (o no, dependiendo de la estructura cristalina que tenga, que tal vez quede como está), pero sí, hace falta un geofísico aquí :P

Saludos!

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WikiWiki

Estoy de acuerdo, sobre todo por el aumento de la fragilidad en los materiales resultantes del enfriamiento del nucleo

JavierJavier

Excelente documento Txema, ahora yo quería lanzar una pregunta no sé si tu o cualquier que puede incidir en el tema y es si el hombre podría llegar a formar otro planeta de forma artificial, similar a la Tierra, en el caso de que ésta dejara de funcionar.

Ahskar

Con la tecnología actual y teniendo en cuenta el tiempo necesario para que se forme un planeta… la respuesta es claramente no.

Gouki

Si extraes los metales del Sol, podrias tener silicio, hierro… para unos cuantos centenares de planetas como la Tierra.

Seria cuestion de cuanto tardaria la corteza en enfriarse para ser los planetas habitables.

CharidemoCharidemo

No estoy de acuerdo con que solo en zonas kársticas habría manantiales. La gran mayoría de pozos no son en estas zonas ni tampoco tienen origen magmático o volcánico.

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