Josep M. Parés

Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH)

 

Desde los albores de la especia humana, el nato afán de exploración nos ha llevado a increíbles descubrimientos y avances. Nuestra especie ha tenido un constante interés desde los últimos centenares de años en conocer y comprender la tierra, de la superficie hasta las entrañas del planeta. Es obvio que hemos aprendido mucho. Sin embargo, en algunos aspectos sabemos más sobre el espacio exterior que sobre nuestra propia esfera terrestre. Hemos sido capaces de enviar un robot a Marte, a 130 millones de quilómetros de la Tierra. Y sin embargo, las características de lo que hay a menos de 7000 km bajo nuestro suelo sigue siendo un gran misterio.

 

En este sentido, hemos podido leer y escuchar en los medios de comunicación, los resultados de un reciente estudio geofísico por parte de los investigadores Y. Yang y X. Song, de la Peking University, publicado en la revista Nature Geoscience, (https://www.nature.com/articles/s41561-022-01112-z), que dada su naturaleza y conclusiones ha suscitado gran interés e impacto pero también ha generado mucha polémica. Es posible que en esencia, sea una sencilla frase del artículo la que generase tal revuelco: “… Este patrón globalmente consistente sugiere que la rotación del núcleo interno se ha detenido recientemente”. Tal aseveración ha catapultado numerosas cabeceras de noticias y conclusiones, tal como que el interior de la tierra ha cesado su movimiento, que el campo magnético va a desaparecer, que el clima iba a cambiar abruptamente, … en fin, se hablaba, casi, en términos apocalípticos (de ahí el título de esta columna, en alusión a la película de los años setenta). Nada de ello, ni mucho menos. Si bien esto puede parecer la trama de una película de desastres de ciencia ficción, el cambio en la rotación del núcleo interno de la Tierra no es motivo de preocupación, es una de las muchas particularidades del planeta dinámico que habitamos.

 

Para comenzar, hay que recalcar que la estructura interna de la tierra se conoce fundamentalmente de forma indirecta. El pozo más profundo que penetra en el planeta se ha realizado en la Península de Kola, Rusia, con algo más de 12 km de profundidad. Es obvio que hemos de recurrir a evidencias indirectas para descifrar el interior del planeta. La estructura concéntrica, en capas, de la tierra (corteza, manto y núcleo) se ha determinado a base del estudio e interpretación de ondas sísmicas. De forma similar a las ondas acústicas, o las ópticas, las ondas sísmicas provenientes de terremotos o grandes explosiones, al atravesar medios de distintas características cambian, se alteran, con lo que es posible utilizarlas para inferir las propiedades del medio a través del cual viajan. Los terremotos, las ondas sísmicas, ocurren a diario, y se han utilizado durante años para paulatinamente elaborar un esquema cada vez más preciso del interior de la tierra. La acumulación de miles de observaciones nos ha suministrado la actual imagen que tenemos del interior de la tierra, que corresponde a una serie de sucesivas capas esféricas, que son las conocidas corteza y manto, y núcleo. Ya en 1936, una sismóloga danesa, Inge Lehmann (1888–1993), propuso que el núcleo, a su vez, estaba compuesto por dos capas, estando la más externa en estado líquido. Es precisamente en esta capa, situada entre los 2885 a 5155 km de profundidad, donde se genera el campo magnético terrestre, dado que se trata de un fluido compuesto mayoritariamente por hierro, y que está en constante movimiento. El campo magnético así generado proporciona un escudo o protección alrededor del planeta, que lo apantalla de partículas energéticas solares y rayos ultravioleta. Ha sido, y es fundamental para sostener vida en el planeta, pero eso es otra historia!.

 

El núcleo interno está pues separado del manto de la Tierra sólida por el núcleo externo líquido, lo que le permite moverse de manera algo distinta al resto de la Tierra, que a su vez, gira sobre si misma. De hecho, tal como promulga uno de los autores del artículo en cuestión, el núcleo interno es como "un planeta dentro de un planeta”.

            Por bien y por mal, como decíamos más arriba, los terremotos ocurren de forma constante, aunque la mayoría de ellos no son perceptibles para los humanos. Se da, además, el hecho de que existen zonas sumamente activas en la tierra, y que producen terremotos de forma frecuente. Dado que hay observatorios o estaciones sismológicas dedicadas a registrarlos, los geofísicos disponen de un amplio registro de decenas de años, incluyendo terremotos originados en el mismo punto de la tierra en distintos momentos. Es decir, es posible comparar ondas sísmicas de distintas épocas para un mismo punto en la tierra. Si el núcleo fuera “pasivo”, las trayectorias de las ondas que atraviesan la tierra incluyendo el núcleo, provenientes de terremotos casi idénticos y explosiones nucleares, nunca variarían, y sin embargo, con el tiempo, lo hacen.

 

Esto ha sido fundamental para el estudio en cuestión, y algunos que le precedieron. En 1996, los investigadores X. Song y P. Richards, ya observaron diferencias entre ondas sísmicas generadas en momentos distintos que viajaban a través del núcleo terrestre. Su estudio aportó la primera evidencia de que el núcleo interno, sólido, podría estar girando a un ritmo ligeramente distinto al del resto del planeta- de ahí lo de “un planeta dentro de un planeta”. El estudio provocó cierto debate en aquel momento, pero los autores confirmaron este descubrimiento de forma independiente en los años siguientes. El núcleo interno, sólido, rodeado del núcleo líquido externo, se mueve de forma algo independiente al resto de la tierra.

 

Otro investigador, John Vidale, de la University of Southern California, publicó un estudio hace poco más de un año, en el que sugiere que el núcleo interno en realidad oscila de forma “rápida”, cambiando aproximadamente cada seis años, según datos sísmicos de explosiones nucleares que datan de finales de los 60 y principios de los 70. Otro geofísico, Hrvoje Tkalcic de la Australian National University, cree que el ciclo del núcleo interno es de unos 20 a 30 años. Es decir, la periodicidad del movimiento del núcleo no está muy clara. El reciente artículo de Yong, sugiere en cambio un ciclo de 70 años. Dichos investigadores han observado que la variación en la rotación del núcleo varía en dos décimas de segundo. La Tierra tarda alrededor de 86.400 segundos en girar sobre su eje, por definición un día, con lo que ello se transmite a variaciones de alrededor del 0,00023 por ciento del total. Es decir, que el cambio en la duración del día que parece estar asociado con ese cambio de rotación del núcleo es, como máximo, alrededor de un milisegundo por dia.

 

            Que la duración del “dia terrestre” ha variado durante la historia geológica es conocido de hace tiempo. Hace 400 millones de años, el día consistía de unas 22 horas. Durante millones de años, el dia se ha alargado, que es decir que el movimiento de rotación de la tierra sobre si misma se ralentiza. Esta paulatina desaceleración se debe principalmente a los efectos de fricción asociados con las mareas impulsadas por la Luna. Las observaciones directas, recientes, indican que el proceso de desaceleración añade alrededor de 2,3 milisegundos a la duración de cada día cada siglo. Es decir, la influencia, del otro lado ya conocido, movimiento relativo del núcleo líquido a la duración de un dia, es sencillamente ínfima.

 

Pero regresando a lo que nos ocupa, que es el movimiento del núcleo terrestre y sus cambios en el tiempo, es una cuestión sencillamente de movimiento relativo. El movimiento depende de un sistema de referencia, siempre definimos movimiento respecto a otro cuerpo. En una estación, cuando vemos pasar a un tren y observamos un viajero sentado en su vagón, ¿está el pasajero en movimiento? En relación al tren no lo está, pero si en relación a nosotros. El movimiento es un concepto relativo. Si pudiéramos observar directamente el núcleo terrestre desde la superficie, veríamos, ahora mismo que “no se mueve”, porque en realidad lo hace con el resto del planeta. Sin embargo, observando durante décadas, si que veríamos que el núcleo está “girando” lentamente, pues lo hace en relación a la superficie de la tierra.

Lo que se presenta en el nuevo estudio en cuestión es que el núcleo interno dejó de girar, en relación al manto, desde 2009 hasta 2020. No es la primera vez que se detecta dicho fenómeno, pues se observó ya una pausa similar en la rotación relativa del núcleo a fines de la década de 1960 y principios de 1970. Entonces, y de nuevo, en relación a la superficie de la tierra, el núcleo no estaba “girando”, pues lo hacía de forma conjunta con el resto de la tierra, pero poco después, aceleró progresivamente su movimiento hasta incluso girar más rápido que la propia rotación de la tierra -movimiento relativo, claro. Al cabo de unos años, el núcleo interno desaceleraría, hasta “parar” en algún momento entre 2009 y 2011, es decir, moviéndose solidariamente con el manto terrestre.

 

En resumen, este nuevo estudio sugiere que la rotación del núcleo interno en relación al manto ha cesado en la última década, es decir, el núcleo se mueve solidariamente con el conjunto de la Tierra. La periodicidad de dicha rotación, y su influencia en el sistema terrestre son aspectos a explorar en los próximos años. Los autores del estudio predicen que el próximo cambio ocurriría en el mediados de la década del 2040 - habrá pues que esperar para mejorar nuestra borrosa imagen del interior de la Tierra.

 

Pie de figura: La Tierra está compuesta por cuatro capas diferentes: La corteza (1 por ciento del volumen de la Tierra), el manto (84 por ciento), el núcleo externo líquido y el núcleo interno sólido (combinadamente 15 por ciento). Créditos: https://news.usc.edu/200185/earth-core-oscillates