Tendencias21
Procesos cuánticos en las profundidades de la Tierra aumentan los terremotos y erupciones volcánicas

Procesos cuánticos en las profundidades de la Tierra aumentan los terremotos y erupciones volcánicas

Los científicos han detectado en las profundidades de la Tierra una transición de fase cuántica que está presionando la tectónica de placas y aumentando la frecuencia de terremotos y erupciones volcánicas en nuestro planeta.

Los científicos han detectado una transición de fase cuántica a más de 1.000 kilómetros de profundidad dentro del manto de la Tierra que suponen está relacionada con el aumento de terremotos y erupciones volcánicas en el planeta.

Más concretamente, han detectado la firma sismológica única de un cruce de espín de electrones en las profundidades de la Tierra, según se informa en un comunicado.

Los electrones son partículas cargadas negativamente que rodean al núcleo de los átomos y cuyo comportamiento gobierna las interacciones químicas.

Uno de los comportamientos más destacados que afectan a las nubes de electrones que controlan la química natural es el baile de estas partículas, que se produce espontáneamente en seno de algunos materiales.

Tema relacionado: Descubren un nuevo mineral procedente del manto inferior terrestre

Baile de electrones

Los electrones pueden ser de dos tipos diferentes, dependiendo de la dinámica de su respectivo espín o momento angular: unos electrones tienen espín ascendente y otro descendente.

Ambos electrones tienden a emparejarse formando una especie de parejas de baile que danzan en el interior de los materiales que los acogen, formando unas nubes inconfundibles.

La evolución de esa dinámica de los electrones depende de determinadas circunstancias, como la presión a la que se ven sometidos, que en ocasiones provoca que la pista de baile se transforme.

Eso lleva a los electrones a cambiar el paso y a bailar otra pieza, lo que también provoca una especie de cambio de parejas que en física se conoce como «cruce de espín» (más concretamente, cruce de emparejamiento de espín de electrones).

En el manto inferior terrestre

Estos procesos son bien conocidos por los físicos, que los aprovechan para cosas tan cotidianas como las grabaciones magnéticas.

También se sabe desde hace más de 20 años que esa dinámica de los electrones se produce en un mineral rico en hierro llamado ferropericlasa (Fp), que es el segundo componente más abundante del manto inferior de la Tierra.

Los autores de la nueva investigación, liderados por la física de la Universidad de Columbia en Estados Unidos, Renata Wentzcovitch, suponían desde hace tiempo que esa transición de fase cuántica debía producirse también en el manto inferior de la Tierra, en una zona que tiene mil kilómetros de ancho.

Y es lo que han comprobado ahora, tal como exponen en un artículo publicado en la revista Nature Communications: han identificado señales inconfundibles de señales de cruces de espín en el interior de la ferropericlasa, a una profundidad situada entre los 1.400 y los 2.000 kilómetros por debajo de la superficie terrestre.

Terremotos y erupciones volcánicas

Los investigadores han comprobado que el cruce de espín en ese mineral de hierro, situado en las profundidades del planeta, puede estar acelerando el movimiento de las placas tectónicas, ayudando a entender mejor los procesos geológicos que ocurren por debajo de los 600 kilómetros de profundidad.

El manto inferior comienza a los 660 kilómetros de profundidad y llega hasta los 2.900 kilómetros: todo lo que pasa allí abajo solo podemos saberlo por imágenes tomográficas sísmicas, que a veces reflejan las transiciones de fase cuánticas.

Los autores de esta investigación consideran que han podido determinar una de las claves de los aumentos que se producen en la frecuencia de eventos sísmicos como terremotos o erupciones volcánicas.

Los resultados de este trabajo están permitiendo el desarrollo de técnicas más precisas para predecir fenómenos geológicos importantes que pueden ocurrir en las regiones del manto inferior terrestre ricas en hierro, donde las temperaturas se acercan al punto de fusión.

Los autores destacan también que las técnicas desarrolladas en su trabajo se pueden aplicar a materiales como los multiferroicos y ferroeléctricos, en los que los electrones están fuertemente correlacionados, así como a materiales a altas temperaturas y presiones en general, destaca al respecto la revista Physics World.

(Este artículo desarrolla otro anterior sobre el mismo tema publicado el 14 de octubre en Tendencias21).

Referencia

Seismological expression of the iron spin crossover in ferropericlase in the Earth’s lower mantle. Grace E. Shephard et al. Nature Communications volume 12, Article number: 5905 (2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-021-26115-z

Foto superior: ondas sísmicas generadas por los terremotos. Crédito: Grace Shephard.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

1 comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Ya es posible transmitir el tacto a través de Internet 26 junio, 2024
    Un nuevo estándar para la compresión y transmisión del sentido del tacto mediante Internet sienta las bases para la telecirugía, la teleconducción y nuevas experiencias de juego en línea, entre otras aplicaciones. El flamante estándar HCTI (Haptic Codecs for the Tactile Internet) es para el “tacto digital” lo que son JPEG, MP3 y MPEG para […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las primeras muestras de la cara oculta de la Luna ya están en la Tierra 26 junio, 2024
    La cápsula de reingreso de la sonda Chang'e-6 de China, que transporta hasta dos kilogramos de materiales extraídos y perforados de la cuenca más antigua de la Luna ubicada en su lado oscuro, aterrizó este martes 25 de junio en la región de Mongolia Interior y fue rápidamente recuperada, según informó la Administración Nacional del […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Tierra tendrá dos soles dentro de 1,3 millones de años y durante 60.000 años 26 junio, 2024
    Dentro de 1,3 millones de años, la Tierra tendrá una especie de segundo sol porque la estrella Gliese 710 se acercará a 1,1 años luz de la Tierra y la veríamos del mismo tamaño que Júpiter. Lo malo es que esa alteración cósmica puede provocar un episodio en nuestro planeta como el que acabó con […]
    Eduardo Martínez de la Fe
  • China descubre grafeno natural en la Luna 25 junio, 2024
    Investigadores chinos han descubierto recientemente grafeno natural de escasas capas por primera vez en la Luna, a partir de las muestras traídas a la Tierra por la sonda Chang'e 5. El hallazgo proporciona nuevos conocimientos sobre las actividades geológicas, la historia evolutiva y las características ambientales de la Luna.
    Pablo Javier Piacente
  • Los incendios forestales extremos se duplicaron en los últimos 20 años en todo el planeta 25 junio, 2024
    Una nueva investigación concluye que la frecuencia e intensidad de los incendios forestales extremos se ha más que duplicado en todo el mundo en las últimas dos décadas, debido al calentamiento global antropogénico y otros factores relacionados. Se trata de la primera ocasión en la cual los científicos pudieron trazar una tendencia global para los […]
    Pablo Javier Piacente
  • Detectado en el Mediterráneo el neutrino más energético del universo 25 junio, 2024
    El neutrino más potente jamás observado ha dejado su huella en las profundidades del Mediterráneo, aunque todavía se desconoce de qué rincón del universo procede. Los neutrinos cosmogénicos son los mensajeros de algunos de los eventos más cataclísmicos del cosmos.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA identifica seis formas diferentes de depresión 24 junio, 2024
    Los científicos han identificado seis formas biológicamente distintas de depresión gracias a la aplicación de la Inteligencia Artificial (IA) en estudios cerebrales. El hallazgo podría explicar por qué algunas personas no responden a los tratamientos tradicionales para la afección, como los antidepresivos y la terapia psicológica.
    Pablo Javier Piacente
  • La NASA pondrá en órbita una estrella artificial que revolucionará el estudio del Universo 24 junio, 2024
    La NASA encarará un ambicioso proyecto para colocar en órbita una estrella artificial: permitirá la calibración de telescopios a niveles previamente inalcanzables. El proyecto tiene como objetivo mejorar significativamente las mediciones de la luminosidad estelar y abordar varios otros desafíos que dificultan la astrofísica moderna.
    Pablo Javier Piacente
  • Los macacos nos enseñan cómo sobrevivir a un desastre natural 24 junio, 2024
    Los macacos de la isla caribeña de Puerto Rico se volvieron más tolerantes y menos agresivos después del huracán María, que los obligó a compartir la sombra de los árboles para sobrevivir al intenso calor.
    Redacción T21
  • Extrañas formas de vida se ocultan en antiguas cuevas de lava de Hawai 23 junio, 2024
    Científicos estadounidenses han logrado identificar una gran diversidad de especies microbianas únicas, que se han desarrollado en cuevas geotérmicas, tubos de lava y fumarolas volcánicas de la isla de Hawái. Estas estructuras subterráneas se formaron hace entre 65 y 800 años y reciben poca o ninguna luz solar, en ambientes similares a los que pueden encontrarse […]
    Pablo Javier Piacente