Cómo sabemos acerca del núcleo de la Tierra

¿Cómo sabemos que la Tierra tiene un núcleo,   y que el núcleo está formado por un núcleo  exterior líquido y un núcleo interior sólido?  Y la respuesta la obtenemos usando la  misma técnica que usó Mohorovicic en   1909 para medir las ondas sísmicas a diferentes  distancias del lugar donde ocurre un terremoto. Así que si hay un terremoto aquí, a  ese punto lo ubicamos en cero grados.  Y recordemos un par de cosas. Recordemos que  las ondas P pueden atravesar cualquier cosa,   pueden viajar a través de sólidos o líquidos  y también viajan por el aire. Pueden viajar   a través de cualquier material. Pero las ondas S, S de secundaria,   son ondas transversales y solo  pueden viajar a través de sólidos. Entonces si ocurre un terremoto  en este punto, a cero grados,   y tenemos sismógrafos extremadamente sensibles  en todo el mundo que pueden medir las ondas de   terremotos que están ocurriendo a  miles de kilómetros de distancia,   resulta que hay algo llamado zona de  sombra S, una zona de sombra de onda S.  Si se trata de ondas S, se pueden  medir aquí, se pueden medir aquí,   pueden ir hasta aquí, pueden pasar por aquí,  pueden pasar por ahí, se pueden medir aquí. De modo que podrías medirlas en todos estos  puntos, pero de repente, a 105 grados,   aquí tenemos cero grados y vamos hacia afuera, así  que de repente a 105 grados ya no tenemos ondas S. Podrías pensar que algunas ondas  S llegarían hasta aquí aunque tal   vez serían un poco más débiles,  pero podrían llegar hasta aquí.  Sin embargo, en este punto,  se detienen abruptamente.  No se registran más ondas S. En toda esta zona no hay ondas S. Y obviamente podríamos voltear esta imagen  y tendríamos una imagen simétrica en el otro   lado del globo y en toda esta zona  de aquí tampoco veríamos ondas S.  Solo las vemos desde 105 grados en esta  dirección y desde 105 grados en esa dirección. Y la única explicación razonable que podemos  dar es que debe haber algún material que la   onda S no puede atravesar, y por el que  tendría que pasar para llegar a estos   puntos más allá de 105 grados, y sabemos que  las ondas S solo viajan a través de sólidos. De modo que podemos suponer que en  algún punto más allá de 105 grados   las ondas están chocando con algún líquido. Eso es lo que nos indica que esto que tenemos   aquí probablemente es un líquido. Las ondas S golpean una capa líquida.  Lo cual nos indica que hay un núcleo, y al menos  la parte exterior de ese núcleo es líquida,   o lo bastante líquida para detener las ondas S. Debido a que las ondas S solo viajan en sólidos,  aquí tenemos esta zona de sombra de ondas S.  Y así es como sabemos que hay un núcleo y que,  al menos en la parte exterior, es líquido.  Todavía no sabemos si la parte  interior es líquida o sólida. Ahora vamos al siguiente punto: ¿cómo  sabemos que hay un núcleo interior?  Para eso podemos usar ondas P. Una onda P  puede viajar a través de cualquier material,   pero recuerda que en general para el mismo tipo  de material si es más denso, la onda se moverá   más rápido, de modo que se va a refractar  hacia afuera como lo hemos visto por aquí. Pero si la onda P, la onda sísmica, atraviesa  un líquido, se mueve más lentamente.  De modo que los patrones de refracción que  obtenemos cuando medimos las ondas P desde   distintas estaciones de sismógrafos  en todo el mundo es que esas ondas   P hacen lo que esperamos en el  manto, pero luego se refractan   como si pasaran por un medio más lento a  medida que atraviesan el núcleo exterior. Y lo vemos justo aquí, luego se refractan de  nuevo para llegar a algún punto del otro lado.  Ahora bien, eso es justo lo que esperarías si todo  el núcleo fuera líquido, pero si vas a estaciones   que están aún más lejos fíjate lo que pasa ahora  con los patrones de refracción. Estos patrones   se pueden modelar con computadoras sofisticadas y  obtener los datos de todos los puntos. Fíjate que   la única forma en que la realidad encaja con estos  datos es que las ondas P se refractan primero a   través del núcleo exterior, y luego se refractan  de otra manera, como si estuvieran atravesando   material más denso, significativamente  más denso que el núcleo interior. Y luego continúan refractándose  de la forma esperada. Así que   ese es el patrón de refracción de las ondas P. Y, francamente, el hecho de que veamos  esta zona de sombra de onda P te indica   que hay cosas un poco locas que están  sucediendo en algún lugar del núcleo. Pero la forma real de saber que tenemos un núcleo  interior sólido, a diferencia de la idea de un   núceo totalmente líquido, es el patrón de cuándo  y cómo llegan las ondas P al otro lado del mundo. Y según el modelo de cómo viajan las  ondas a través de diferentes densidades  y diferentes tipos de medios, se podría decir,   bueno, tiene que haber un  núcleo interior justo aquí. Y obviamente, hay muchos cálculos matemáticos que  yo no voy a hacer aquí, pero si haces los cálculos   según la sombra, y sabes la velocidad  del material y todo ese tipo de cosas,   entonces puedes calcular la profundidad  a la que ocurren estas transiciones.  Sabemos que tenemos una transición  del manto al núcleo exterior aquí   y luego una transición del núcleo  exterior al núcleo interior aquí. Espero que esta explicación conteste tus  preguntas acerca de cómo sabemos cuál es   la composición de la Tierra sin tener que  excavar, porque la verdad es que nunca hemos   excavado tan profundo, nunca hemos llegado a  lugares que estén por debajo de la corteza.