Intentar dar explicación al origen de nuestro planeta, la formación de la corteza terrestre o la composición de la corteza, el manto o el núcleo de la Tierra, son algunos de los retos que la ciencia intenta explicar a través de experimentos e investigaciones, como por ejemplo, desvelar el funcionamiento de los polos magnéticos de la Tierra. Desde hace algún tiempo, investigadores de la Institución Carnegie para la Ciencia (un centro de investigador ubicado en Washington D.C., en Estados Unidos) están trabajando en un análisis que intente desvelar el estado de algunos de los materiales que forman las distintas capas de nuestro planeta, sometiendo materiales a las condiciones que se dan en las mismas y que, por ahora, han dado como resultado una nueva forma, hasta ahora desconocida, del óxido de hierro que podría dar pie a explicar con mayor aproximación el funcionamiento de los polos magnéticos de la Tierra.
Este equipo de investigación ha sometido el óxido de hierro a las mismas condiciones que se pueden encontrar en el interior de la Tierra, en el interfaz que separa dos de las capas de la corteza (concretamente, 1.650 grados centígrados y una presión de 690.000 veces la que a nivel del mar). Sorprendentemente, la estructura del metal no cambió pero sí que cambió la conductividad eléctrica de éste, algo que serviría para explicar la contribución del núcleo de la Tierra al campo magnético del planeta que, por ejemplo, nos sirve como escudo de protección ante los rayos cósmicos.
¿Y en qué grado contribuye? Aunque aún es pronto para explicar todo el contexto, el óxido de hierro es el segundo componente más abundante en el manto más profundo que, según simulaciones realizadas con supercomputadores y experimentos realizados, el material habría sido capaz de modificar su conductividad (pasando de conductor a aislante) gracias a que, en estas condiciones, los átomos y los electrones se contraen tanto que comienzan a cambiar su forma de interactuar.
En condiciones extremas de altas temperaturas, los átomos que forman los cristales del óxido de hierro están ordenados en una misma estructura como, por ejemplo, en la cloruro sódico, es decir, la sal común. Al igual que ocurre con la sal, en condiciones de temperatura y presión ambientales, el óxido de hierro es un buen aislante, sin embargo, medidas antiguas mostraban cierta metalización del óxido de hierro en altas temperaturas y altas presiones, pero se creía que el óxido de hierro cambiaría su cristalización. Nuestros nuevos resultados muestran que no hay cambio alguno en la estructura siempre que combinemos altas presiones y altas temperaturas
Es decir, que durante los experimentos (tanto reales como virtuales) en los que fueron sometiendo el óxido de hierro a presiones que llegaron hasta 1,4 millones de veces la presión a nivel del mar y temperaturas que llegaron, incluso, a los 2.200 grados centígrados, los resultados mostraron el cambio en un material aislante que llegó a convertirse en un buen conductor que haría de "puente" entre el núcleo de la Tierra y el manto.
Los resultados implican que el óxido de hierro se comporta como un conductor en las zonas más profundas del manto de la Tierra. Este comportamiento metálico mejora la interacción entre el núcleo líquido de la Tierra y la zona más profunda del manto lo cual afecta al campo magnético de la Tierra, que se genera en la zona más exterior del núcleo. Este cambio contribuye de manera directa a la forma en la que el campo magnético se propaga hacia la superficie de la Tierra puesto que provee un acoplamiento magneto-mecánico entre el manto y el núcleo
Aunque aún quedan algunas lagunas por despejar (puesto que en el manto de la Tierra también está compuesto por magnesio y habría que realizar las correcciones al modelo para medir su contribución), este descubrimiento abre la puerta a una mayor comprensión del funcionamiento de uno de los fenómenos más curiosos de nuestro planeta, su campo magnético.
Imágenes: Dreamviews y Peter Reid (Scifun)