Resumen (Ago. 31, 2005): Científicos del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia y de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han finalizado un debate de nueve años acerca de si el núcleo interior de la Tierra está sufriendo cambios que puedan ser detectados en una escala temporal humana. Su trabajo, que aparece en el número del 26 de agosto de la revista Science, midió las diferencias en el tiempo que les tomó para viajar a través del núcleo interior de nuestro planeta, a ondas sísmicas generadas por terremotos casi idénticos separados por hasta 35 años.





Basado en un informe de Columbia University

Científicos del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia y de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han finalizado un debate de nueve años acerca de si el núcleo interior de la Tierra está sufriendo cambios que puedan ser detectados en una escala temporal humana. Su trabajo, que aparece en el número del 26 de agosto de la revista Science, midió las diferencias en el tiempo que les tomó para viajar a través del núcleo interior de nuestro planeta, a ondas sísmicas generadas por terremotos casi idénticos separados por hasta 35 años.

“Nuestras observaciones confirman el cambio de los tiempos de pasaje del núcleo interior, que fue anunciado inicialmente por Song y Richards en 1996”, dijo Jian Zhang, un estudiante doctoral en sismología de Lamont-Doherty y uno de los autores co-líderes del estudio. “Esto debería definir el debate sobre si estos cambios son reales o un producto del método original de medición, y hacernos volver a trabajar sobre la comprensión de la historia y dinámica de nuestro planeta”.

Ramas diferentes de ondas sísmicas creadas por un terremoto pasan a través de diferentes partes de la Tierra profunda (A). Los sismogramas de dos terremotos separados por 10 años parecen similares (B), lo que indica que los terremotos deberían ser casi idénticos. Pero un examen detallado muestra que parte de la onda sísmica que pasó a través de núcleo interior (PKP(DF)) realizó su viaje más rápidamente en 2003 que en 1993 (C). Crédito por la imagen: Zhang, Song, et al.

El núcleo de la Tierra consiste en un corazón interior sólido de unos 2 400 kilómetros de diámetro y un núcleo exterior fluido de unos 7 000 kilómetros de diámetro. El núcleo interior juega un papel importante en el geodínamo que general el campo magnético de la Tierra.

En 1996, dos de los actuales autores del estudio, Paul Richards de Lamont-Doherty y Xiaodong Song, entonces un investigador post-doctoral en Lamont-Doherty y actualmente un profesor asociado en Illinois, presentaron evidencia basada en tres décadas de registros sismológicos que según ellos mostraba que el núcleo interior estaba rotando aproximadamente un grado por año más rápido que el resto del planeta. Su estudio recibió una sustancial aclamación popular, pero también trajo el escepticismo de algunos de sus pares. En particular, unos pocos científicos retaron sus conclusiones basados en el hecho de que sus resultados estaban en el límite de lo que podría ser sostenido.

Para enfrentar estas críticas, grupos liderados por Richards y Song comenzaron a buscar los así llamados dobletes de forma de onda, terremotos que ocurren en esencialmente el mismo lugar y son detectados en la misma estación de registro sísmico. Si se pudieran encontrar tales terremotos, razonaron, entonces las mediciones de los cambios de tiempo de pasaje podrían ser realizadas con mucha mayor precisión.

La solución llegó cuando Zhang encontró un terremoto de setiembre de 2003 en el Atlántico sur cerca de las Islas Sándwich del Sur que fue detectado en Alaska y proporciono una correspondencia casi exacta con uno que había ocurrido en diciembre de 1993. Richards y sus colegas pudieron ver que los sismogramas eran casi idénticos para las ondas que habían atravesado únicamente el manto y el núcleo exterior. Sin embargo, las ondas que habían atravesado el núcleo interior lucían ligeramente diferentes; habían realizado el pasaje a través de la Tierra 1/10 de segundo más rápido en 2003 que en 1993. Más aún, la forma de las mismas ondas cambió perceptiblemente luego de 10 años. En total, los científicos analizaron 18 dobletes de 30 terremotos en las Islas Sándwich del Sur que fueron detectados en 58 estaciones sísmicas entre 1961 y 2004.

En general, encontraron que las ondas que pasaban a través del núcleo interior llegaban notablemente antes cuanto más separados en el tiempo estaban los terremotos. Interpretando esto en términos de la variabilidad conocida de las velocidades de las ondas, concluyeron que el material que permite que las ondas sísmicas atraviesen más rápidamente la Tierra se había movido en el sendero tomado por las ondas que atravesaban el núcleo interior. Calcularon que este movimiento es causado por el núcleo que rota aproximadamente entre 0,3 a 0,5 grados más rápido que el resto del planeta. Además, el cambio en la forma de las ondas sísmicas es causado aparentemente, como Richards lo describe, por la inhomogeneidad o “grumosidad” del núcleo interior, que tiene una influencia variable con respecto a ondas sísmicas producidas con separación de años.

“Por décadas, la gente pensó que el interior de la Tierra cambia muy lentamente a lo largo de millones de años”, dijo Richards, que es Profesor Mellons de Ciencias Naturales en Columbia. “Esto demuestra que vivimos en un planeta notablemente dinámico. También subraya el hecho de que sabemos más sobre la Luna que sobre lo que está debajo de nuestros pies. Ahora necesitamos comprender qué es lo que está impulsando estos cambios”.