Porque el nucleo externo es liquido

La corteza

El núcleo interno de la Tierra es sólido porque, a pesar de la enorme temperatura que hay en esta región, también hay una enorme presión, que a su vez eleva el punto de fusión del hierro y el níquel a un valor superior a la temperatura del núcleo de la Tierra.

Ahora bien, a medida que nos alejamos del núcleo interno sólido, la temperatura desciende y la presión también. Evidentemente, dado que el núcleo interno es sólido pero el externo es líquido, debemos concluir que la caída de la temperatura frente a la caída de la presión debe ser menor que el gradiente de 16 grados/GPa que se muestra en el siguiente diagrama (enlace a la fuente), dado que en el núcleo externo la temperatura ha superado el punto de fusión del hierro/níquel, que es una función de la presión.

Entonces, ¿cómo es que la presión cae lo suficientemente rápido en relación con la temperatura para dar lugar al núcleo externo líquido? Una buena respuesta explicará cómo disminuye la temperatura con el radio y cómo disminuye la presión con el radio y cómo se comparan para dar lugar al núcleo externo líquido.

Sólo para añadir a la respuesta de Dave, los diagramas de fase anteriores dan la ilusión de alta precisión. De hecho, además de la distribución de la temperatura, ni siquiera estamos totalmente seguros de cuántas fases subsólidas hay. Véase, por ejemplo, Ahrens et al: http://web.gps.caltech.edu/~sue/TJA_LindhurstLabWebsite/ListPublications/Papers_pdf/Seismo_2069.pdf

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¿por qué el núcleo interno es sólido y el externo líquido?

El núcleo externo de la Tierra es una capa fluida de unos 2.400 km de espesor, compuesta principalmente por hierro y níquel, que se encuentra por encima del núcleo interno sólido de la Tierra y por debajo de su manto[1]. La transición entre el núcleo interno y el externo se encuentra a unos 5.150 km por debajo de la superficie terrestre. A diferencia del núcleo interno (o sólido[2]), el núcleo externo es líquido.

A medida que el calor se transfiere hacia el manto, la tendencia neta es que el límite interior de la región líquida se congele, haciendo que el núcleo interno sólido crezca a expensas del núcleo externo, a un ritmo estimado de 1 mm por año[9].

¿de qué está hecho el núcleo externo?

El núcleo de la Tierra es el centro muy caliente y denso de nuestro planeta. El núcleo, con forma de bola, se encuentra debajo de la corteza fría y frágil y del manto, en su mayor parte sólido. El núcleo se encuentra a unos 2.900 kilómetros (1.802 millas) por debajo de la superficie de la Tierra y tiene un radio de unos 3.485 kilómetros (2.165 millas).

El planeta Tierra es más antiguo que el núcleo. Cuando la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años, era una bola uniforme de roca caliente. La desintegración radiactiva y el calor sobrante de la formación planetaria (la colisión, acreción y compresión de las rocas espaciales) hicieron que la bola se calentara aún más. Finalmente, tras unos 500 millones de años, la temperatura de nuestro joven planeta se calentó hasta el punto de fusión del hierro, unos 1.538° Celsius (2.800° Fahrenheit). Este momento crucial en la historia de la Tierra se denomina catástrofe del hierro.

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La catástrofe del hierro permitió un movimiento mayor y más rápido del material rocoso fundido de la Tierra. El material relativamente flotante, como los silicatos, el agua e incluso el aire, permaneció cerca del exterior del planeta. Estos materiales se convirtieron en el manto y la corteza primitivos. Las gotas de hierro, níquel y otros metales pesados gravitaron hacia el centro de la Tierra, convirtiéndose en el núcleo primitivo. Este importante proceso se denomina diferenciación planetaria.

Espesor del núcleo interno

Hay tres fuentes principales de calor en las profundidades de la Tierra: (1) el calor de cuando se formó el planeta y se acrecentó, que aún no se ha perdido; (2) el calentamiento por fricción, causado por el material más denso del núcleo que se hunde hacia el centro del planeta; y (3) el calor procedente de la desintegración de elementos radiactivos.

El calor tarda bastante tiempo en salir de la Tierra. Esto ocurre tanto por el transporte “convectivo” del calor dentro del núcleo externo líquido de la Tierra y el manto sólido como por el transporte “conductivo” más lento del calor a través de las capas límite no convectivas, como las placas de la Tierra en la superficie. Como resultado, se ha retenido gran parte del calor primordial del planeta, de cuando la Tierra se acrecentó y desarrolló su núcleo.

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La cantidad de calor que puede surgir a través de simples procesos de acreción, juntando pequeños cuerpos para formar la proto-tierra, es grande: del orden de 10.000 kelvins (unos 18.000 grados Farhenheit). La cuestión crucial es saber cuánta de esa energía se depositó en la Tierra en crecimiento y cuánta se irradió al espacio. De hecho, la idea actualmente aceptada sobre cómo se formó la luna implica el impacto o la acreción de un objeto del tamaño de Marte con la proto-tierra o por ella. Cuando dos objetos de este tamaño chocan, se generan grandes cantidades de calor, del que se retiene bastante. Este único episodio podría haber fundido en gran medida los últimos miles de kilómetros del planeta.