'Sabemos menos del interior de la Tierra que de otros objetos astron¨®micos'

En el laboratorio de Reinhard Boehler, en el Instituto Max Planck de Qu¨ªmica, en Mainz (Alemania), se intenta reproducir las condiciones que se dan en el centro de la Tierra: una presi¨®n de m¨¢s de tres millones de atm¨®sferas y una temperatura... que a¨²n no se sabe con precisi¨®n. De eso se trata, precisamente, de descubrir c¨®mo est¨¢ de caliente el coraz¨®n de hierro del planeta. Los investigadores se basan en una pista: en la parte externa del n¨²cleo terrestre el hierro es l¨ªquido, pero en el centro mismo la presi¨®n hace que el metal se vuelva s¨®lido; sometiendo el hierro a alt¨ªsimas presiones en el laboratorio es posible estimar a qu¨¦ temperatura se produce la solidificaci¨®n.

Nadie ha llegado a¨²n a reproducir la presi¨®n del centro terrestre, pero Boehler, alem¨¢n de 53 a?os, es el que m¨¢s cerca ha estado, y al hacerlo, ha obtenido la medida m¨¢s exacta hasta ahora de la temperatura del coraz¨®n del planeta. Boehler particip¨® en el congreso internacional sobre altas presiones celebrado la semana pasada en Santander.

'El hidr¨®geno es un material muy simple, pero a altas presiones se vuelve muy complejo'

Pregunta. Parece l¨®gico esperar que se sepa ya casi todo sobre el interior de nuestro propio planeta.

Respuesta. Sabemos menos del interior de la Tierra que de otros objetos astron¨®micos. Sabemos aproximadamente de qu¨¦ est¨¢ hecho, y gracias a la informaci¨®n de las ondas s¨ªsmicas conocemos su densidad. Pero ignoramos c¨®mo est¨¢ de caliente. Hay grandes discrepancias en esta medida.

P. ?C¨®mo se mide la temperatura del centro de la Tierra?

R. El centro de la Tierra es una gran bola de hierro, as¨ª que el truco para medir la temperatura es estudiar las propiedades del hierro. En el n¨²cleo hay una parte de hierro l¨ªquido y otra s¨®lida, porque el metal, aunque est¨¢ mucho m¨¢s caliente, solidifica por la presi¨®n. Gracias a esto, estudiando las condiciones a las que el hierro fundido solidifica podemos derivar la temperatura del n¨²cleo s¨®lido.

P. ?Por qu¨¦ hay tantas discrepancias en la medida?

R. El m¨¦todo de derivar la temperatura estudiando las propiedades del hierro fundido es antiguo, pero es un material muy complejo, con muchas fases cristalogr¨¢ficas distintas y una estructura electr¨®nica tambi¨¦n muy complicada: el hierro del n¨²cleo s¨®lido terrestre es un material completamente diferente del que vemos en la vida cotidiana. Por esto las estimaciones de la temperatura oscilaban en varios miles de grados, hasta hace unos a?os.

P. ?Y ahora?

R. Desde hace cuatro d¨¦cadas se usan diamantes para generar presiones muy altas , porque es el material m¨¢s duro que existe. Pero s¨®lo hace 13 a?os que podemos generar a la vez altas presiones y altas temperaturas, algo logrado gracias al desarollo de los l¨¢seres. ?sa se ha convertido en nuestra especialidad: alcanzar presiones de millones de atm¨®sferas y temperaturas de miles de grados.

P. ?Cu¨¢l es la ¨²ltima medida?

R. Nuestro principal logro ha sido reducir la incertidumbre en la medidas. Hoy podemos decir que la temperatura en el centro de la Tierra ronda los 4.600 grados, con un margen de error de unos cientos de grados. Es mucho menos de lo que indicaban las estimaciones anteriores; la gente pensaba que estaba muy por encima de los 6.000 grados.

P. ?En qu¨¦ consiste su t¨¦cnica?

R. Primero usamos los diamantes para generar las presiones. Los diamantes son transparentes y podemos ver la muestra. Entonces la calentamos con un l¨¢ser infrarrojo muy estable y potente, y analizamos la luz que emite el material calentado. El espectro de esta luz da una medida muy precisa de la temperatura del material.

P. Pero ?c¨®mo sabe que ha llegado a la presi¨®n correcta en el centro de la Tierra?

R. No llegamos a las presiones del centro de la Tierra todav¨ªa. Pero s¨ª podemos medir la temperatura de fusi¨®n del hierro a medida que la presi¨®n aumenta, y despu¨¦s, extrapolamos a las condiciones del n¨²cleo s¨®lido terrestre. Es una extrapolaci¨®n relativamente peque?a. Hemos medido ya lo que ocurre a dos millones de atm¨®sferas, y la presi¨®n real en el centro es de unos 3.200 millones. Antes se extrapolaba mucho m¨¢s.

P. ?Qu¨¦ viene ahora, c¨®mo lograr una medida a¨²n m¨¢s precisa?

R. El objetivo principal ahora no es tanto medir las propiedades del hierro fundido como estudiar tambi¨¦n otros materiales, para crear una base de datos que permita construir buenos modelos te¨®ricos. Ahora hemos vuelto a estudiar materiales muy simples, como el helio, porque hemos encontrado que las predicciones te¨®ricas son muy imprecisas.

P. ?Ayudar¨¢ esto a explicar el magnetismo terrestre y el fen¨®meno de la inversi¨®n de los polos magn¨¦ticos ?

R. Ser¨¢ importante para mejorar los modelos. La temperatura es un par¨¢metro clave en estos modelos. El calor que sale de dentro del n¨²cleo es una de las principales fuerzas que interviene en la convecci¨®n, as¨ª que hay que conocerlo bien.

P. Se habla de una carrera para lograr que el hidr¨®geno metalice, es decir, que se vuelva conductor de la electricidad, a temperatura ambiente.

R. S¨ª, se ha predicho que el hidr¨®geno a altas presiones se vuelve conductor. Es muy importante porque es posible que sea superconductor, y si se lograra a temperatura ambiente tendr¨ªamos un superconductor a temperatura ambiente.

P. Eso ser¨ªa una revoluci¨®n.

R. Imag¨ªnese. Todo el mundo quiere ser el primero. Aunque es un experimento muy dif¨ªcil y no hay mucha gente trabajando en ello. Quien lo consiga ser¨¢ un claro candidato al Premio Nobel. Nosotros acabamos de empezar a trabajar en este campo y estamos haciendo un gran esfuerzo para adaptar el laboratorio. El hidr¨®geno es un material muy simple, pero a altas presiones se vuelve muy complejo y es muy dif¨ªcil predecir su comportamiento. Por ahora la incertidumbre en las estimaciones de la presi¨®n de metalizaci¨®n para el hidr¨®geno es muy alta, var¨ªa de 1 a 20 millones de atm¨®sferas.

P. ?Cu¨¢ndo se lograr¨¢?

R. Podr¨ªa ser ma?ana. La tecnolog¨ªa est¨¢ ah¨ª.

P. ?Por qu¨¦ se vuelve el hidr¨®geno conductor a altas presiones?

R. Cambia la estructura electr¨®nica por la presi¨®n. Hay otros ejemplos, como el gas noble zen¨®n; si lo comprimes a temperatura ambiente, a aproximadamente un mill¨®n de atm¨®sferas, se vuelve un metal. Y lo mismo pasa con la sal; a altas presiones parece sal de mesa, pero es un metal. Y hay otros muchos casos en los que los materiales metalizan s¨®lo mediante la presi¨®n. El hidr¨®geno no es una excepci¨®n, la ¨²nica pregunta es a qu¨¦ presi¨®n ocurrir¨¢.