a unos 2.900 kilómetros de distancia less menos de tres días en coche, si eso fuera posible lies se encuentra la estructura más dramática de la Tierra. Ignorada en gran medida en investigaciones pasadas, la remota región entre el manto inferior y el núcleo superior está demostrando ser crucial para comprender la evolución química y térmica del planeta. Ya no se considera simplemente un contacto que delinea el núcleo externo de hierro líquido del manto rocoso, la región núcleo-manto puede ser en realidad la zona más activa geológicamente de la Tierra., Sus características parecen haber cambiado inmensamente durante la historia de la Tierra, y sus propiedades físicas varían de un lugar a otro cerca de la superficie inferior del manto. De hecho, los cambios físicos a través de la interfaz entre el núcleo y el manto son más pronunciados que aquellos a través de la superficie planetaria que separa el aire y la roca.

se cree que la fuerte heterogeneidad de la región límite núcleo-manto influye en muchos procesos geológicos a escala global . La dinámica de la zona afecta el ligero bamboleo del eje de rotación de la Tierra y las características del campo geomagnético., Las variaciones en la región núcleo-manto también modulan la convección en el manto de la tierra, que es responsable del movimiento de los continentes y las placas tectónicas.

la primera pista de que algo inusual estaba sucediendo en la profundidad donde el núcleo y el manto se encuentran llegó a mediados de la década de 1930. las vibraciones generadas por los terremotos proporcionaron la pista. A lo largo de la mayor parte del manto, la velocidad de las ondas sísmicas aumenta en función de la profundidad. Además, las variaciones laterales en la velocidad de las ondas sísmicas son menores., Uno puede interpretar estas características en el sentido de que la Tierra se vuelve «más simple» con respecto a la profundidad that Es decir, la composición y la estructura del planeta se vuelven más uniformes. En contraste, la gran diversidad de estructuras geológicas y rocas observadas bajo los pies revelan que la superficie es la región más complicada.

sin embargo, el comportamiento de velocidad de las ondas sísmicas se mantiene solo hasta un cierto punto., En los pocos cientos de kilómetros más bajos del manto, justo antes de que comience el núcleo, la velocidad promedio de las ondas sísmicas no aumenta apreciablemente, y aparecen cambios más significativos en la velocidad de una región a otra . El efecto es sutil, lo que equivale a solo un pequeño porcentaje de diferencia. Sin embargo, según los estándares geológicos, estos pocos porcentajes representan enormes variaciones en la estructura, la temperatura o ambos., Los primeros trabajadores reconocieron la importancia de los cambios del comportamiento simple en el manto inferior superpuesto y, en consecuencia, llamaron a esta región, que se dedujo que tenía aproximadamente 200 a 400 kilómetros de espesor, la capa D».

el origen del nombre de las capas (pronunciado «dee double prime») es más histórico que poético. Los primeros geólogos habían etiquetado las partes de la tierra profunda con letras del alfabeto, en lugar de como corteza, manto y núcleo. Esta forma de identificación, sin embargo, significaba que cualquier capa intermedia posteriormente descubierta tenía que incorporar un símbolo «primo» para distinguirla., Aunque otras capas fueron eventualmente renombradas, la nomenclatura D » ha perdurado.

Los investigadores propusieron numerosas interpretaciones para dar cuenta de las propiedades sísmicas de la capa D». Lamentablemente, había demasiadas explicaciones posibles y muy poca información para permitir una caracterización definitiva de la capa. Las mejores descripciones de la capa D» tuvieron que esperar hasta los avances tecnológicos de la década de 1980., Luego, utilizando matrices de instrumentos de grabación desplegados en todo el mundo, los sismólogos podrían por primera vez recopilar y procesar suficientes datos para derivar imágenes tridimensionales del interior de la Tierra. Utilizaron sismómetros que operan principalmente en el rango entre aproximadamente uno y 0.0003 hertz, o ciclos por segundo. (Estas frecuencias acústicas están muy por debajo del rango de audición humana, que se extiende desde aproximadamente 20 a 20.000 hertz.) La tomografía sísmica a menudo se compara con las exploraciones tomográficas computarizadas utilizadas en medicina., Pero debido a que se basa en ondas sonoras, la tomografía sísmica es más similar a la imagen ultrasónica realizada durante el embarazo. El principal inconveniente es su resolución: las imágenes de entidades de menos de 2.000 kilómetros tienden a difuminarse.

sin embargo, la tomografía sísmica ayudó a cuantificar las propiedades de la capa D». Mostró que la región difiere drásticamente del manto suprayacente. El hecho de que la velocidad de las ondas sísmicas se vea afectada en áreas de tamaño continental muestra que las estructuras a gran escala dominan D»., Sin embargo, la tomografía sísmica no pudo explicar las causas de esta variabilidad en las propiedades físicas. ¿Podrían existir grandes estructuras químicamente distintas en la parte inferior del manto, al igual que los continentes marcan la heterogeneidad sísmica de la superficie de la Tierra? ¿O las heterogeneidades son simplemente diferencias de temperatura a gran escala en la base del manto?

leyendo las olas
para responder a estas preguntas, uno de Nosotros (laico) comenzó a principios de la década de 1980 a implementar un nuevo método para explorar el límite núcleo-manto., La idea era utilizar cálculos computarizados para analizar todas las características del frente de onda sísmica observado, no solo la velocidad de onda, como en el caso de la tomografía sísmica. Este análisis de forma de onda es un enfoque poderoso porque la técnica puede resolver estructuras tan pequeñas como unas pocas decenas de kilómetros de ancho en lugar de esos 2,000 kilómetros o más de tamaño. La desventaja es que uno solo puede mirar partes limitadas del límite núcleo-manto. No hay suficientes terremotos u otras fuentes de energía sísmica para obtener una imagen global con un nivel de detalle tan alto.,

los estudios de forma de onda sugieren que las regiones vecinas dentro de la capa D » pueden ser más distintas de lo que se pensaba. Por ejemplo, varios grupos de investigación que estudian el límite núcleo-manto debajo del Norte de Siberia encontraron que las velocidades acústicas varían tan radicalmente en distancias cortas que los sismómetros estrechamente espaciados registran sistemáticamente diferentes formas de onda. El hallazgo puede explicarse mejor asumiendo que la heterogeneidad en las velocidades sísmicas es grande en magnitud y ocurre en distancias más pequeñas de lo que se puede resolver, es decir, dentro de unas pocas decenas de kilómetros., Los estudios de formas de onda también pueden mapear las diferencias en el grosor de la capa D». En muchos lugares, la parte superior de la capa D» causa un aumento abrupto en la velocidad de las olas, un proceso que refleja la energía sísmica. Las reflexiones han revelado que el grosor de la capa D» varía dramáticamente. La capa puede ser tan delgada como para ser indetectable, o puede abarcar hasta 300 kilómetros.

Las velocidades de cizallamiento de las ondas sísmicas con direcciones horizontales y verticales de vibración difieren dentro de la capa D» which que no es el caso en el manto inferior superpuesto., Ese hecho sugiere un cambio en la textura de la roca entre la región D» y el manto suprayacente. Además, los estudios de formas de onda han desempeñado un papel importante en la revelación de regiones de baja velocidad a gran escala en la capa D» debajo del Pacífico central y el sur de África. Lianxing Wen de la Universidad de Stony Brook y Sidao Ni y Donald Helmberger del Instituto de tecnología de California han mapeado provincias masivas en la base del manto compuestas de material aparentemente químicamente distinto con baja velocidad de corte pero velocidad de compresión normal., Estas regiones subyacen a las regiones de baja velocidad de cizallamiento en el manto central, y los geofísicos han postulado que los penachos térmicos pueden elevarse desde los márgenes de estas regiones.

El grupo de Stanley M. Flatté en la Universidad de California en Santa Cruz ayudó a confirmar la gran variabilidad de la capa D». Entre mediados y finales de la década de 1980, Flatté y sus colegas comenzaron a aplicar nuevos métodos de análisis de ondas a las señales obtenidas de ondas sísmicas que se han dispersado en el manto profundo., Su método se basa en una descripción estadística de cómo las ondas se propagan a través de una sustancia fuertemente dispersa. Tal material sería análogo a la niebla o las nubes. El enfoque de Flatté es observar cómo el frente de ola de un terremoto cambia de forma después de viajar a través de la región D». Un terremoto inicialmente envía una onda suave y esférica en expansión. Pero como esa onda es refractada y dispersada por variaciones en las características sísmicas, como las fuertes heterogeneidades cerca del límite núcleo-manto, el frente ya no permanece liso. Se vuelve ondulado, o corrugado .,

el truco para medir el grado de ondulación frontal de onda es una densa serie de sismómetros. Tomando observaciones de una de estas colecciones ubicadas en Noruega, Flatté ha demostrado que la región D » parece bastante turbia a las ondas sísmicas. Debe contener características heterogéneas tan pequeñas como 10 kilómetros de longitud. Las observaciones sismológicas indican que la región D » es una capa heterogénea que varía lateralmente en espesor.

en contraste con la oscuridad de la capa D», el límite núcleo-manto (sobre el que descansa la capa D») aparece liso y agudo. John E., Vidale, ahora en la Universidad de California en Los Ángeles, y Harley Benz del Servicio Geológico de los Estados Unidos han demostrado bellamente la brusquedad de la interfaz. Utilizaron un gran número de estaciones de registro sísmico que se habían desplegado en todo el oeste de los Estados Unidos.el conjunto de sismómetros generalmente monitorea la actividad sísmica regional, pero Vidale y Benz lo han empleado para encontrar ondas sísmicas que han rebotado en el límite núcleo-manto. Sorprendentemente, las ondas sísmicas llegaron coherentemente a través de más de 900 estaciones en el conjunto., Esta coherencia implica que el límite núcleo-manto representa una transición brusca del manto al núcleo, al menos para el área medida. La transición repentina refleja hasta el 50 por ciento de las ondas sísmicas y transmite el resto. Los análisis de las ondas reflejadas y transmitidas muestran que el límite varía en profundidad no más de unos pocos kilómetros.

el límite núcleo-manto parece ser un reflector afilado, de menos de unos pocos kilómetros de espesor., En algunas regiones, sin embargo, se ha observado una capa delgada de velocidad ultrabaja (velocidades de cizallamiento reducidas en un 15 por ciento o quizás más) utilizando ondas reflejadas o difractadas a lo largo del límite núcleo-manto. Helmberger y Edward Garnero de la Universidad Estatal de Arizona detectaron por primera vez estos parches de velocidad ultrabaja, que tienen las propiedades esperadas para regiones parcialmente fundidas adyacentes al límite núcleo-manto.

Los estudios de ondas sísmicas han hecho mucho para dilucidar la capa D y el límite núcleo-manto., Pero la inaccesibilidad de las regiones ha impedido a los geofísicos comprender completamente cómo surgieron estas complicadas estructuras.

calor y presión
si los estudios sísmicos no pueden romper completamente la lejanía de la tierra profunda, ¿por qué no traer el núcleo y el manto a la superficie? Ese es precisamente el enfoque adoptado por muchos investigadores, incluido uno de Nosotros (Jeanloz). Específicamente, buscamos duplicar la alta presión y temperatura existente en el manto profundo y el núcleo., Un gran avance en la ingeniería hizo posible tal hazaña: los investigadores habían aprendido a comprimir muestras minúsculas entre las puntas de dos diamantes y a calentar la muestra utilizando un rayo láser de alta potencia. Para 1986 las celdas de diamante podrían generar presiones mayores que las del centro de la Tierra.

La dureza del diamante no es la única razón para usar la sustancia como yunque. La utilidad del diamante también radica en su transparencia. Un rayo láser se puede enfocar directamente a través del diamante para calentar la muestra a miles de grados Celsius., Además, uno puede observar el espécimen mientras está a presiones y temperaturas sobre altas. Se determina la temperatura de la muestra midiendo la radiación térmica que la muestra emite a través del diamante. De esta manera, se puede cuantificar cuán «rojo caliente» o «blanco caliente» se ha convertido el material; los astrónomos deducen las temperaturas superficiales de las estrellas por color de la misma manera. Usando la celda de diamante calentada con láser, podemos simular las temperaturas y presiones apropiadas en el límite núcleo-manto., Queríamos ver qué pasaría cuando pusiéramos la materia que constituye el núcleo externo en contacto con los minerales del manto más bajo.

por supuesto, necesitamos saber qué materiales componen el manto y el núcleo antes de apretar juntos. Para determinar los componentes del manto, Elise Knittle, trabajando con Jeanloz, hizo un seguimiento de la investigación realizada por grupos de la Universidad Nacional de Australia, la Institución Carnegie de Washington y otros lugares., Nos basamos en trabajos experimentales previos, modelos teóricos y el hecho de que la presión en el manto inferior supera los 20 gigapascales (200.000 atmósferas).

de esa información, deducimos que una sola fase mineral de alta presión debe dominar el manto inferior. Este mineral es una forma densa de silicato de hierro y magnesio, o (Mg,Fe) SiO3, un compuesto robusto y químicamente simple que solo se puede formar bajo presiones superiores a 20 gigapascales. Debido a que tiene la misma estructura cristalina que el mineral perovskita (CaTiO3), en consecuencia se llama perovskita de silicato de magnesio., La roca del manto inferior probablemente también contiene cantidades menores de magnesiowüstite a una combinación de óxido de magnesio (MgO) y wüstite (FeO). Esta composición es bastante diferente de la naturaleza de las rocas en o cerca de la superficie de la Tierra. Tales rocas superficiales están compuestas de muchos minerales diferentes y complejos que reaccionan químicamente y se transforman en nuevos minerales bajo cambios modestos de presión o temperatura. La simplicidad química deducida del manto profundo concuerda bien con los datos derivados de las ondas sísmicas, que muestran que está relativamente desprovisto de estructura (excepto por la capa D»)., Esta consistencia nos da la confianza de que estamos examinando los minerales apropiados en nuestras simulaciones de laboratorio.

experimentos recientes y cálculos cuántico-mecánicos realizados por varios grupos en Japón y los EE.UU. indican que la perovskita de silicato de magnesio puede transformarse en una estructura mineral ligeramente más densa a altas presiones y temperaturas cerca de la base del manto. Se espera que esta transición ocurra solo en las regiones de baja temperatura de D», si ocurre en la capa D».

determinar el componente del núcleo fue más sencillo., Los estudios sismológicos realizados hace más de 50 años permitieron a los geofísicos inferir su estructura. El núcleo consiste en una sustancia fundida que rodea un centro sólido. El fluido es reconocido como un metal specifically específicamente, una aleación de hierro. De hecho, la agitación del hierro fundido genera campo magnético de la Tierra.

habiendo establecido los compuestos involucrados, Knittle, ahora en la Universidad de California En Santa Cruz, llevó a cabo una serie de experimentos en los que el hierro líquido se puso en contacto con perovskita de silicato cristalino a altas presiones., Descubrió que la perovskita reacciona vigorosamente con el hierro líquido, incluso si estas sustancias se tocan durante solo unos segundos. La naturaleza de la reacción química es bastante interesante e inesperada. Los productos son una mezcla de minerales de óxido eléctricamente aislantes per perovskita de silicato de magnesio y stishovita(SiO2) and y aleaciones metálicas SIL siliciuro de hierro (FeSi) más wüstite. No se sabía que Wüstite fuera capaz de formar una aleación metálica a cualquier temperatura o presión., Cualitativamente hablando, wstite puede reaccionar de esta manera porque su átomo de oxígeno a altas presiones adquiere los atributos químicos normalmente atribuidos a su vecino en la Tabla periódica, el azufre. Los sulfuros metálicos como el disulfuro de hierro (pirita, o fools gold) son, por supuesto, bien conocidos.

los experimentos también mostraron que el hierro líquido comienza a reaccionar con sustancias del manto a presiones de 20 a 30 gigapascales. Tales presiones son mucho menores que las del límite núcleo-manto (136 gigapascales)., Por lo tanto, las reacciones probablemente han persistido desde la historia más temprana del planeta, es decir, cuando la Tierra se estaba desarrollando y el núcleo podría haberse formado a presiones por debajo de 136 gigapascales. Es probable que tales reacciones químicas hayan alterado significativamente el sistema núcleo-manto. Una cantidad considerable de oxígeno probablemente ha sido atraído hacia, o aleado con, el núcleo metálico a lo largo de la historia geológica. En esencia, la roca del manto inferior se ha estado disolviendo lentamente en el metal líquido del núcleo exterior. Berni J., Alder del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore hizo esta sugerencia hace más de 25 años. Nuestros experimentos corroboran su conjetura.

de hecho, una de las consecuencias notables de esta hipótesis es que ofrece una explicación simple de por qué las propiedades del núcleo son casi pero no exactamente las del hierro a la presión y temperatura equivalentes. En particular, la densidad del núcleo exterior es aproximadamente 10 por ciento menor que la del hierro puro . Pero como indica la hipótesis de Alders y nuestros experimentos con células de diamante, el núcleo no puede ser completamente de hierro., Un núcleo puramente de hierro se habría contaminado por la reacción con la roca superpuesta a lo largo del tiempo geológico. Muy plausiblemente, el núcleo nunca fue puro hierro. En su lugar, probablemente contenía algo de níquel, azufre y otros componentes menores. Los meteoritos ricos en hierro proporcionan la base para esta hipótesis. Tales meteoritos, considerados restos parciales de los materiales de los que se formó la Tierra, albergan muchos contaminantes similares. Al igual que el hierro puro, estas aleaciones ricas en hierro pueden reaccionar químicamente con compuestos rocosos a altas presiones y temperaturas, formando una aleación con oxígeno.,

El núcleo se encuentra con el manto
Según nuestros experimentos, el líquido denso del núcleo exterior debe filtrarse en la roca, probablemente por acción capilar. El metal fundido penetraría a lo largo de los límites entre los granos minerales en la parte inferior del manto. Las estimaciones de las fuerzas capilares involucradas sugieren que el líquido del núcleo podría moverse hacia arriba de algunas decenas a cientos de metros por encima del límite núcleo-manto. La reacción entre el núcleo líquido y la roca del manto probablemente tenga lugar en menos de un millón de años instant instantáneamente, en términos geológicos.,

el líquido, sin embargo, no necesariamente siempre tiene que moverse hacia arriba y trabajar contra la gravedad. La interfaz entre el manto y el núcleo no es probable que sea perfectamente plana. El líquido metálico penetraría lateralmente y hacia abajo en la roca del manto desde regiones donde el límite núcleo-manto está elevado. Las mediciones de estudios geodésicos y sismológicos indican que la topografía del límite núcleo-manto se desvía de la planitud absoluta en cientos de metros a unos pocos kilómetros., Por lo tanto, la zona de permeación y reacción química directa entre el líquido del núcleo y la roca del manto no tiene más de cientos a miles de metros de espesor. La estimación del tamaño explica por qué cualquier zona de reacción en el límite núcleo-manto es difícil de detectar. El espesor de la zona de reacción es menor que las longitudes de onda sísmicas típicas. Además, no más de una fracción modesta de la zona de reacción consiste en líquido en un momento dado., Por lo tanto, detectar la presencia de una pequeña cantidad de líquido en una región delgada requiere un análisis muy detallado de las ondas que detectan la estructura en el manto inferior.

¿Cómo explican estas reacciones químicas en el límite núcleo-manto las características observadas de la capa D»? La respuesta está en un proceso complejo e indirecto que resulta de fuerzas que actúan en la interfaz núcleo-manto. Las fuerzas provienen de la energía térmica del núcleo subyacente, que calienta la roca en la base del manto., Como resultado, la parte calentada del manto se mueve hacia arriba durante un período de decenas a cientos de millones de años, mucho más largo que la reacción entre el núcleo y el manto, que tiene lugar en menos de un millón de años. La convección debe interrumpir la zona de reacción en el límite núcleo-manto, arrastrándolo hacia arriba y exponiendo la roca fresca del manto al líquido corrosivo del núcleo. La convección es la misma fuerza que hace que las placas tectónicas se muevan en la superficie de la Tierra.,

la convección del manto no arrastra líquidos muy lejos; cualquier metal líquido que pueda estar presente en el límite probablemente fluye, como una esponja, a través de la roca porosa antes de moverse hacia arriba. Por otro lado, los productos cristalinos ricos en hierro de la zona de reacción, como wstite, se incorporan fácilmente al flujo del manto. La convección lenta del manto Arrastra la aleación cristalina a una distancia modesta antes de que la densidad de los sólidos metálicos haga que se hundan hacia el fondo., Estos sólidos se asemejan esencialmente a las heces de especias que permanecen en el fondo de una olla de vino caliente.

como resultado, las sustancias ricas en aleación tienden a acumularse en la parte inferior del manto, especialmente cerca de las regiones de surgencia, al igual que los ventisqueros se forman en una ventisca. La dispersión ascendente incita la infiltración de material desde el núcleo y construye una zona más gruesa de mezcla; la mezcla de productos de reacción y manto sin reaccionar causa la heterogeneidad sísmica., En contraste, las regiones de afloramiento dispersarían las heces y, por lo tanto, tenderían a adelgazar la capa D» y a deprimir el límite núcleo-manto. El modelo de Louise Kellogg de la Universidad de California en Davis y Norman H. Sleep de la Universidad de Stanford y otros sugiere que las aleaciones metálicas en las regiones locales de la zona de reacción pueden ser barridas hacia arriba varios cientos de kilómetros en el manto. El proceso requeriría unas decenas de millones de años.

la acumulación de las derivas ricas en aleación en la parte inferior del manto resuelve un misterio importante., Específicamente, las derivas explicarían la variación en el grosor de la capa D» observada por los sismólogos. Además, los cálculos indican que la altura de la deriva de la aleación barrida en el manto es comparable a las partes más gruesas de D». Dados los miles de millones de años para la acumulación progresiva de las heces metálicas, es plausible que gran parte de la complejidad y muchas de las variaciones en el grosor de D» resultan de la forma en que el flujo del manto modula la capa de reacción rica en aleaciones. El flujo también puede haber atrapado en su estela otro material denso del manto o productos del núcleo., Sospechamos que las heces de reacción pueden acumularse, aunque en menor medida, en el lado interno del límite núcleo-manto. Una versión más delgada de la capa D» probablemente existe allí, justo dentro del núcleo exterior líquido.

en vista de la intensa dinámica que tiene lugar a 2.900 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra, no debería ser sorprendente que las fuerzas en el sistema núcleo-manto pudieran estar haciendo sentir su presencia en toda la Tierra como un todo. De hecho, los trabajadores han encontrado evidencia tentadora que sugiere que la zona núcleo-manto influye fuertemente en dos características observables en la superficie., Son las oscilaciones en la rotación de la Tierra, conocidas como nutaciones, y el campo geomagnético.Bruce A. Buffett, ahora en la Universidad de Chicago, concluyó que el límite núcleo-manto afecta las nutaciones de la Tierra. Lo hizo después de hacer cálculos muy precisos de la oscilación. Los trabajadores midieron el bamboleo usando interferometría de línea de base muy larga. Los radioastrónomos a menudo confían en esta técnica para hacer mediciones altamente precisas de objetos estelares. Se había pensado que varias fuerzas de marea eran las únicas responsables de las nutaciones de la Tierra., Tales mecanismos incluyen la fricción generada a medida que la superficie sólida de la Tierra se frota contra la atmósfera y los océanos, así como las interacciones gravitacionales con el sol y la luna. Buffett descubrió, sin embargo, un componente de las nutaciones que no podía ser explicado por las fuerzas de marea. Motivado por los resultados de la célula diamante, consideró la posibilidad de que una zona de reacción delgada en el límite núcleo-manto pudiera ofrecer una explicación para el componente anómalo de nutación.,

mostró que tal capa de reacción puede explicar fácilmente la señal de nutación si la capa contiene material conductor eléctrico, como se infiere de los experimentos. Las líneas de campo magnético que emanan del núcleo inducirían pequeñas corrientes eléctricas a fluir en la mezcla conductora. Estas corrientes a su vez producen sus propios campos magnéticos. Los pequeños campos magnéticos interactúan con las líneas principales del campo geomagnético, al igual que los polos de un imán pueden atraer o repeler. En esencia, el núcleo y el manto se comportan como dos imanes que se empujan uno contra el otro., Este acoplamiento afecta a las nutaciones. Los datos de interferometría de referencia se explican muy bien si se invoca una zona de reacción heterogénea que contiene metal y tiene unos pocos cientos de metros de espesor.

de hecho, nuestros experimentos predijeron tal configuración para la zona de reacción. Se espera que los productos de la reacción en la parte inferior del manto consistan en unas pocas decenas de por ciento de aleaciones conductoras de electricidad, como siliciuro de hierro y wstite. Una zona que consiste en solo 15 a 20 por ciento de aleación sería suficiente para dar cuenta de las nutaciones., Por lo tanto, nuestra conclusión de que la zona de reacción tendría cientos de metros de espesor y fluctuaría en espesor y conductividad a lo largo del límite núcleo-manto concuerda bien con la hipótesis de Buffetts.

el segundo efecto superficial observable que influye en la región núcleo-manto es el campo magnético de la Tierra. El origen del campo geomagnético principal es bien conocido, al menos en términos generales. Un efecto Dinamo, en lugar del magnetismo convencional del hierro en el núcleo, produce el campo geomagnético. (El hierro ya no es magnético a las presiones o temperaturas existentes en el núcleo.,) La agitación del núcleo exterior de metal líquido crea corrientes eléctricas, análogas a un cable movido a través de un campo eléctrico. Al igual que un cable que transporta una corriente, el núcleo genera un campo magnético a su alrededor.

la convección potencia el movimiento del núcleo exterior fundido. El líquido caliente desde el interior se eleva hacia la parte superior más fría del núcleo. El movimiento transfiere calor hacia arriba y causa un flujo convectivo. El líquido más frío de cerca del límite núcleo-manto se hunde hacia abajo y, por lo tanto, también ayuda a alimentar la convección., Fuentes adicionales de convección, como la separación interna de sólidos y líquidos en el núcleo externo, son posibles. De esta manera, la energía mecánica de convección flow el flujo de fluido en el núcleo exterior is se convierte en energía magnética.los principios que gobiernan este proceso se llaman magnetohidrodinámica a una combinación de hidrodinámica, o la física del flujo de fluidos, y electromagnetismo. Las ecuaciones matemáticas detrás del proceso, sin embargo, son tan complicadas que nadie ha sido capaz de resolverlas en completa Generalidad., Como resultado, las soluciones obtenidas se basan en supuestos físicamente plausibles pero muy simplificados. Las soluciones obtenidas de estas suposiciones no necesariamente explican los pequeños pero observables detalles del campo magnético de la Tierra, como las ligeras ondulaciones en la intensidad del campo. Tal vez la discrepancia sea el resultado de una de las simplificaciones tradicionales utilizadas en el cálculo: que el núcleo metálico está rodeado por una región eléctricamente aislante, correspondiente al manto., Los geofísicos están reconociendo ahora que el manto inferior no es completamente aislante, sino que consiste en una mezcla de aleaciones metálicas y silicatos aislantes.motivado por esta información, Friedrich H. Busse de la Universidad de Bayreuth en Alemania reexaminó las ecuaciones magnetohidrodinámicas. Descubrió una nueva clase de soluciones matemáticas para el problema de la dinamo que resultan directamente de las variaciones en la conductividad eléctrica en el manto inferior. Las soluciones dependen de dos factores principales., Una es que las líneas del campo geomagnético están esencialmente «congeladas» en el metal líquido del núcleo exterior. Así, encerradas en su lugar, las líneas de campo se mueven solo con el flujo convectivo del núcleo externo líquido. El segundo factor es que las regiones metálicas incrustadas dentro de la capa D » interfieren con el movimiento horizontal de las líneas de campo magnético que emanan del núcleo. La capa D » puede entonces desviar o apilar las líneas de campo desde el núcleo. Ambos factores, según cálculos de buses, crearían campos magnéticos locales en la parte inferior del manto., Los campos explicarían varias complejidades del campo geomagnético, incluyendo las ondas observadas en la intensidad del campo.

las características electromagnéticas del límite núcleo-manto pueden afectar las inversiones del campo magnético de la Tierra . Durante las reversiones, que ocurren cada 100.000 años, los polos magnéticos parecen seguir una trayectoria preferida. Tal preferencia es especialmente evidente para los reveses más recientes en la historia de la Tierra. Finales del S., Keith Runcorn del Imperial College de Londres y la Universidad de AlaskaFairbanks postuló varios mecanismos por los cuales las variaciones eléctricas de la capa D» podrían influir en la trayectoria de los polos magnéticos.

en cierto sentido, entonces, la dinámica entre el núcleo y el manto se extiende más allá de la Tierra, extendiéndose bien en el espacio a través del campo geomagnético. Ahora reconocemos la importancia planetaria de la interfaz núcleo-manto, y la tecnología mejorada seguramente aclarará cómo esta región remota moldea la evolución de la Tierra.,el autor RAYMOND JEANLOZ y THORNE lay estudian la física de la tierra profunda. Jeanloz, profesor de Ciencias de la tierra y planetarias y de Astronomía en la Universidad de California, Berkeley, recibió su doctorado en 1979 del Instituto de tecnología de California. Becario de Mac-Arthur, Jeanloz también estudia la evolución interna de otros planetas terrestres y la formación de nuevos tipos de vidrio que tienen propiedades novedosas. Lay es profesor de Ciencias de la tierra en la Universidad de California, Santa Cruz, donde también es director del Instituto de Geofísica y física planetaria., Su especialidad es el estudio de los terremotos y la estructura de las Tierras Interiores. Un receptor de la American Geophysical Unions 1991 Medalla Macelwane, lay obtuvo su Ph. D. en 1983 de Caltech.