Resumen: (24 de febrero de 2006): Los investigadores Renata Wentzcovitch y Koichiro Umemoto de la Universidad de Minnesota, y Philip B. Allen de la universidad Stony Brook han calculado mediante modelos las propiedades de las rocas a las temperaturas y presiones que deben existir en los núcleos de Júpiter, Saturno y dos exoplanetas apartados del sistema solar. Han mostrado que las rocas en semejantes ambientes son distintas de las de la Tierra y tienen conductividad eléctrica y termal semejante a la de los metales. Estas propiedades pueden producir planetas tipo Tierra diferentes, con campos magnéticos de más larga duración, un flujo calorífico incrementado hacia las superficies planetarias y, consecuentemente, una más intensa actividad volcánica y de 'planetamotos'.





basado en un informe de la Universidad de Minnesota

Punto Rojo Gigante de fondo, una de las lunas de Júpiter en el frente con su sombra de eclipse proyectada sobre el gigante gaseoso. Crédito: NASA/JPL Cassini

Los investigadores Renata Wentzcovitch y Koichiro Umemoto de la Universidad de Minnesota, y Philip B. Allen de la universidad Stony Brook han modelado las propiedades de las rocas a las temperaturas y presiones que deben existir en los núcleos de Júpiter, Saturno y dos exoplanetas apartados de el sistema solar. Han mostrado que las rocas en semejantes ambientes son distintas de las de la Tierra y tienen conductividad eléctrica y termal semejante a la de los metales. Estas propiedades pueden producir planetas tipo Tierra diferentes, con campos mágneticos de más larga duración, un flujo calorífico incrementado hacia las superficies planetarias y, consecuentemente, una más intensa actividad volcánica y de 'planetamotos'.

Este trabajo se realiza sobre recientes trabajos de los autores acerca de las capas internas de la Tierra y representan un avance hacia la comprensión de cómo todos los planetas, incluida la Tierra, adquieren sus características individuales. La investigación se ha publicado en la entrega del 17 de febrero de la revista Science. En el trabajo previo Wentzcovitch y sus colaboradores estudiaban la capa D'' (D doble prima del interior de la Tierra. La capa D'' va desde cero hasta 186 millas (300 Km.) de grosor y rodea el núcleo férrico de nuestro planeta. Se situa justo debajo del manto terrestre, el cual está principalmente compuesto de un mineral denominado perovskita, compuesto de magnesio, silicio y oxígeno. Wentzcovitch y su equipo calcularon que en D'' las elevadas temperaturas y presiones habrían cambiado la estructura de los cristales de perovskita transformándolos en un mineral llamado 'post-perovskita'.

En el Nuevo trabajo, los investigadores vuelven su atención hacia los núcleos de los planetas gigantes de nuestro sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), y hacia dos planetas extrasolares descubiertos recientemente (exoplanetas), encontrados en distintos lugares de la Vía Láctea. Uno de ellos, conocido como Super-Tierra, tiene alrededor de siete veces la masa de la Tierra y orbita una estrella a 15 años luz, en la constelación de Acuario. El otro, Saturno-denso, tiene aproximadamente la misma masa que Saturno, y orbita una estrella a 257 años luz en la constelación de Hércules.

Neptuno: Bola de Hielo Gigante. Crédito: NASA/JPL

Los investigadores han calculado que puede pasar a las temperaturas y presiones supuestas en las proximidades de los núcleos de los dos exoplanetas, Júpiter y Saturno, esto es temperaturas de 18 000ºF (9 982ºC) y presiones de 10 millones de bares (un bar es la presión atmosférica Terrestre a nivel del mar). Encontraron que incluso la post-perovskita no podía mantenerse a dichas condiciones, y que sus cristales se disociarían en dos nuevas formas. Centrándose en uno de esos cristales los científicos descubrieron que debían comportarse casi como metales. Esto es, los electrones en los cristales serían muy móviles y conducirían la corriente eléctrica. Esto puede tener un efecto de respaldo al campo magnético del planeta (si tuviera uno) y de inhibición de inversiones de dicho campo. La actividad eléctrica incrementada podría asimismo ayudar al trasporte de energía desde el núcleo hacia la superficie del planeta. Esto puede dar lugar a una mucho más severa actividad superficial como seísmos y volcanes. El efecto puede ser mucho más intenso en Saturno-denso y Super-Tierra.

El interior de los gigantes helados Urano y Neptuno no muestra dichos extremos de temperatura y presión, y por tanto la post-perovskita puede sobrevivir en sus núcleos, dice. 'Queremos comprender como se forman y evolucionan los planetas y como son ahora. Necesitamos entender como se comportan sus capas internas bajo dichas condiciones de presión y temperatura extremas. Solo entonces será posible realizar un modelo de ellos. Esto empujaría al campo de la Planetología Comparativa', dice Wentzcovitch. 'Entenderíamos mejor a la Tierra si la pudieramos ver en el contexto de una variedad de diferentes tipos de planetas'.