Los científicos arrojan luz sobre los primeros días de la formación de la Tierra mediante simulaciones numéricas
Los investigadores han tratado de mostrar, por primer vez y utilizando un modelo físico, que las características de primer orden de la estructura del manto inferior de la Tierra que se establecieron hace cuatro mil millones de años.
Una nueva investigación, dirigida por un profesor de la Universidad de York, arroja luz sobre los primeros días de la formación de la Tierra y podría cuestionar algunas suposiciones previas de la ciencia planetaria sobre los primeros años de los planetas rocosos. Al establecer un vínculo directo entre la dinámica interna de la Tierra durante los primeros 100 millones de años de su historia y su estructura actual, este trabajo es uno de los primeros en este campo en combinar la mecánica de fluidos con la química para comprender mejor la evolución temprana de la Tierra.
Modelizando los primeros días de la Tierra
"Este estudio es el primero en demostrar, utilizando un modelo físico, que las características de primer orden de la estructura del manto inferior de la Tierra se establecieron hace cuatro mil millones de años, muy poco después de la existencia del planeta", afirma el autor principal, el profesor adjunto de la Facultad de Ciencias Charles-Edouard Boukare en el Departamento de Física y Astronomía de York.
El manto es la envoltura rocosa que rodea el núcleo de hierro de los planetas rocosos. La estructura y la dinámica del manto inferior de la Tierra desempeñan un papel fundamental a lo largo de la historia de la Tierra, ya que determinan, entre otros factores, el enfriamiento del núcleo terrestre, donde se genera el campo magnético terrestre.
Boukare, originario de Francia, trabajó con colegas investigadores de París en el artículo La solidificación del manto de la Tierra condujo inevitablemente a un océano de magma basal, publicado en Nature.
Boukare afirma que, si bien la sismología, la geodinámica y la petrología han ayudado a responder muchas preguntas sobre la estructura termoquímica actual del interior de la Tierra, aún persiste una pregunta clave: ¿cuántas antigüedades tienen estas estructuras y cómo se formaron? Intentar responder a esta pregunta, explica, es como comparar a una persona adulta con la de un niño y comprender que las condiciones energéticas serán diferentes.
"Si consideramos a los niños, a veces hacen locuras porque tienen mucha energía, como los planetas cuando son jóvenes. Cuando envejecemos, no hacemos tantas locuras, porque nuestra actividad o nivel de energía disminuye. Así que la dinámica es muy diferente, pero hay algunas cosas que hacemos cuando somos muy jóvenes que podrían afectar toda nuestra vida", dice. "Lo mismo ocurre con los planetas. Hay algunos aspectos de la evolución temprana de los planetas que podemos ver en su estructura actual".
Para comprender mejor los planetas viejos, primero debemos aprender cómo se comportan los planetas jóvenes.
Dado que las simulaciones del manto de la Tierra se centran principalmente en las condiciones actuales del estado sólido, Boukare tuvo que desarrollar un modelo novedoso para explorar los primeros días de la Tierra, cuando el manto era mucho más caliente y sustancialmente fundido, un trabajo que ha estado realizando desde su doctorado.
El modelo de Boukare se basa en un enfoque de flujo multifásico que permite capturar la dinámica de la solidificación del magma a escala planetaria. Utilizando su modelo, estudió cómo el manto primitivo pasó de un estado fundido a uno sólido. Boukare y su equipo se sorprendieron al descubrir que la mayoría de los cristales se formaron a baja presión, lo que, según él, crea una firma química muy diferente a la que se produciría a gran profundidad en un entorno de alta presión. Esto desafía las suposiciones predominantes en las ciencias planetarias sobre cómo se solidifican los planetas rocosos.
"Hasta ahora, asumíamos que la geoquímica del manto inferior probablemente estaba gobernada por reacciones químicas de alta presión, y ahora parece que debemos tener en cuenta también sus contrapartes de baja presión".
Boukare dice que este trabajo también podría ayudar a predecir el comportamiento de otros planetas en el futuro.
"Si conocemos algunas condiciones iniciales y conocemos los principales procesos de la evolución planetaria, podemos predecir cómo evolucionarán los planetas".
Referencia
Boukaré, CÉ., Badro, J. & Samuel, H. Solidification of Earth’s mantle led inevitably to a basal magma ocean. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08701-z