¿Cómo es el interior de la tierra?

Kevin Solano Jarmillo

Estudiante de Geociencias de la Universidad de los Andes

Seguro alguna vez te has preguntado cómo es el interior de la Tierra, ¿será sólido? O por su alta temperatura, ¿será líquido? En general las personas piensan que la Tierra es una especie de esfera sólida que está rellena en su interior por grandes cantidades de magma y que este magma luego es expulsado como lava por los volcanes. Pero, qué tal si te digo que esto no es cierto y que hay una parte en el interior del planeta que se comporta como un sólido maleable o, dicho coloquialmente, como gelatina. Si tienes ganas de adquirir conocimiento, este es un buen lugar. 

Para comenzar, debemos saber que la temperatura no es el único factor que determina cuándo se funde un material, pues la presión también juega un papel fundamental en este cambio físico. Los materiales sólidos están compuestos por átomos y moléculas que se encuentran unidas entre sí por enlaces. Por esta razón, las moléculas tienden a formar sólidos de diferentes maneras y el calor no es más que el resultado de las vibraciones de estás moléculas. En consecuencia, un material es sólido si estas vibraciones son tan despreciables que los enlaces que unen sus partículas no se rompen. Por tanto, si se quiere romper dichos enlaces se debe suministrar energía en forma de calor para que el material se funda.  Paralelamente, la presión es un factor clave, ya que, bajo determinadas condiciones, la fuerza compresora ejercida sobre un material por la presión posibilita que las partículas permanezcan pegadas entre sí y que haya que suministrar una mayor energía para deshacer sus enlaces. Mejor dicho, si un material es sometido a una mayor presión, habrá que suministrarle una mayor cantidad de energía para que los enlaces de sus moléculas se rompan y se pueda fundir. En consecuencia, las temperaturas en el interior de la tierra son extremadamente altas, pero a su vez hay kilómetros de material, encima de las rocas, que ejercen mucha fuerza sobre ellas y las moléculas que las componen no se pueden separar para formar un líquido. Como resultado se tiene un material sólido, pero a su vez dúctil, algo así como la gelatina. 

Por otro lado, poco después de la formación de la Tierra se produjo un aumento constante de la temperatura de ésta debido a diversos factores (Tarbuck, Lutgens & Tasa, 2005), lo que provocó distintos periodos de calentamiento. El primer período de calentamiento fue un periodo de segregación química que estableció las tres divisiones básicas del interior de la Tierra: la corteza primitiva, muy delgada; el manto, el cual se divide en manto superior (donde se encuentra la astenosfera y litosfera) y manto inferior (donde se encuentra la mesosfera); y el núcleo, rico en hierro (Tarbucket al., 2005). 

Figura 1. Modelo geodinámico en el que se muestran las distintas capas de la Tierra.

Con base en lo anterior, la roca que compone el manto y la corteza se mueve gracias a un mecanismo denominado convección. Este mecanismo se produce debido a la diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo de la Tierra y provoca que el material que está en la superficie, y que está frío, baje y el material que está abajo, y que está muy caliente, suba.

Figura 2. Modelo de convección en el que se da una transferencia de energía desde el interior de la Tierra hacia el exterior y viceversa. Así, la convección es el motor que mueve las placas.

Esto hace que las placas tectónicas se choquen y formen cadenas montañosas, como los Andes, y volcanes. Ahora bien, se preguntarán de dónde sale el magma de los volcanes si el interior de la tierra es sólido. La respuesta a esta pregunta es que algunas rocas que se calientan en el manto y suben por convección llegan a un punto en el que la presión que actúa sobre ellas no es suficientemente alta como para evitar que la temperatura a la que se encuentran sometidas las funda. Por consiguiente, las rocas se vuelven líquidas y se convierten en magma que se queda encapsulado en una reserva hasta que encuentran una grieta o roca débil por donde puedan movilizarse hasta la superficie. También ocurre cuando las rocas bajan en zonas llamadas bordes de subducción, en el que al bajar se funden por la acción de fluidos que hacen que la roca baje su punto de fusión.

Para finalizar, en su primer periodo de calentamiento la Tierra alcanzó la temperatura suficiente para que el hierro y el níquel empezaran a fundirse. Esta fusión produjo gran cantidad de gotas de metal pesado que penetraron hacia el centro del planeta (Tarbuck et al., 2005). Este proceso sucedió rápidamente en la escala de tiempo geológico y formó el núcleo, que a su vez se divide en núcleo externo y núcleo interno.

Figura 3. Se muestra el modelo estático del interior de la Tierra. En este se evidencia el núcleo externo (líquido) y el núcleo interno (sólido) y el radio promedio que hay entre las distintas capas del interior Tierra.

A medida que nos adentramos en el interior de la Tierra, tanto la temperatura como la presión aumentan, por lo cual en la franja externa del núcleo la temperatura es muy alta y la presión demasiado baja como para impedir que la mezcla de estos elementos se funda. Por tanto, el núcleo externo está fundido. En cambio, a una profundidad mayor, la presión ejercida sobre el material es tan elevada que el punto de fusión de la mezcla de hierro y níquel supera a la temperatura que lo rodea y el exorbitante calor del núcleo no basta para sobreponerse a la fuerza compresiva que mantiene la mezcla de los metales compacta. Por ende, el núcleo interno de la Tierra es sólido.

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REFERENCIAS

Tarbuck, E. J.,Lutgens, F. K., &Tasa, D. (2005). Ciencias de la Tierra. Madrid, España:Pearson Educación S. A.