El interior del planeta Tierra, un misterio revelado gracias a los terremotos

Así, en la segunda mitad del siglo XIX, el muy destacado físico William Thomson (más tarde, cuando en 1892 la reina Victoria de Inglaterra lo ennobleció, lord Kelvin), en un artículo que publicó en 1865 titulado "La 'doctrina de la uniformidad' en geología refutada brevemente", argumentaba en contra de las ideas del geólogo Charles Lyell, el "padre" de la geología moderna, quien defendía —especialmente en su gran obra, Principios de Geología (1830-1833)— que había que explicar los fenómenos geológicos, como la formación de montañas, sedimentos, fallas, mesetas o cuencas oceánicas, recurriendo a los mecanismos que se producían en la actualidad (erosiones, desplazamiento de tierra, acción del agua, terremotos…).

"La 'doctrina de la uniformidad' en geología —sostenía Thomson— supone que la superficie de la Tierra y su corteza superior han sido, aproximadamente, como son en la actualidad, en temperatura y otras propiedades físicas, durante millones de millones de años. Pero el calor que, por observación sabemos, emite ahora la Tierra es tan grande que, si esta acción hubiese operado con algún grado de uniformidad durante 20.000 años, la cantidad de calor perdida por la Tierra habría sido casi tanta como la que calentaría, a 100 grados centígrados, una cantidad de roca de superficie ordinaria del tamaño de 100 veces la masa de la Tierra".

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Por consiguiente, argumentaba, la edad de la Tierra no debía superar los entre 20 y 400 millones de años, insuficiente para que fueran eficaces los mecanismos graduales que Lyell defendía (y que también eran necesarios para la teoría de la evolución de las especies de Darwin).

Solo cuando se descubrió, en 1896, la radiactividad comenzó a vislumbrarse que existían procesos de producción de energía que actuaban durante mucho más tiempo. Recordemos que la edad que actualmente se acepta para la Tierra es de 4.500 millones de años.

Del desconocimiento del interior de la Tierra da idea una novela de Julio Verne, Viaje al centro de la Tierra (1864), cuyos protagonistas se mueven por un escenario completamente ajeno a lo que el futuro enseñaría.

El "medio" para conocer ese interior fueron los terremotos, más concretamente, el análisis de la propagación a su través de las ondas sísmicas, campo cuyo gran pionero fue el geólogo irlandés Richard Dixon Oldham (1858-1936).

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En el informe que este preparó sobre un terremoto que había tenido lugar en Guatemala, en 1902, Oldham concluía que la Tierra tenía un núcleo en el que la velocidad de las ondas sísmicas era sustancialmente menor que en los materiales que lo rodeaban.

Diez años después, el sismólogo alemán Beno Gutenberg (1889-1960) descubrió que se producía un marcado cambio —una disminución del orden del 30 por 100— en la velocidad de las ondas sísmicas a una profundidad terrestre de 2.900 kilómetros, magnitud menor que la mitad del radio de la Tierra.

Prácticamente hasta 1925 los sismólogos aceptaban la idea de Kelvin de que el interior terrestre era sólido, y que las mencionadas variaciones en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas se debían a cambios en la densidad de los materiales que atravesaban, debidos a presiones o composiciones químicas.

La interpretación generalmente aceptada era que la disminución de la velocidad detectada en esa zona central se debía a que el material que la formaba era hierro, un elemento muy denso, y que estaría rodeada por un manto de materiales rocosos, mucho menos densos.

En la fundamental empresa de conocer el interior de la Tierra destaca la participación de la sismóloga danesa Inge Lehmann

La teoría de la propagación de ondas desarrollada por matemáticos en la primera mitad del siglo XIX resultó ser esencial para mejorar este modelo. Basándose en ella, se pueden distinguir diversos tipos de ondas producidas por los terremotos. Las más importantes son las ondas P y S.

Las P son ondas de presión, que comprimen y alargan elásticamente los materiales que atraviesan en la misma dirección en que se propaga la onda (ondas longitudinales), mientras que las S se mueven perpendicularmente a la dirección de la onda sin alterar el volumen del material (ondas transversales), como lo hace, por ejemplo, una serpiente. Las ondas P son siempre más rápidas que las S, y, lo que es muy importante, las ondas P pueden producirse tanto en sólidos, como en líquidos o en gases, mientras que las S son ondas limitadas a los sólidos.

Con esta base teórica y calculando el tiempo de llegada de los terremotos a partir de los datos recibidos de sismógrafos distribuidos por todo el mundo, el geofísico y matemático inglés Harold Jeffreys (1891-1989) demostró en 1926 que existía en el centro de la Tierra una zona por la que no pasaban ondas S, lo que significaba que el núcleo terrestre era líquido, tal vez debido a las altas temperaturas que debían darse allí.

Pero, en 1936, la danesa Inge Lehmann (1888-1993), experta en el análisis de los datos suministrados por los sismógrafos —en particular los derivados del terremoto que se produjo el 16 de junio de 1929 en el distrito de Buller (Nueva Zelanda)— encontró que en el interior de la capa líquida de Jeffreys había un núcleo central sólido, que se considera actualmente tiene un radio de aproximadamente 1.255 kilómetros y que está compuesto en su mayor parte de aproximadamente un 70 %, de hierro, y un 30 % de níquel.

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Quiero destacar la importante participación en la fundamental empresa de conocer el interior de la Tierra de Lehmann, "una mujer en un mundo, el de entonces, de hombres". Hanne Strager ha dado a conocer su biografía a un público amplio en un libro titulado If I Am Right, and I Know I Am (Columbia University Press, 2025), título basado en una frase de la propia Lehmann y que revela su determinación y seguridad en sí misma: "Si estoy en lo cierto, y sé que lo estoy".

Es interesante e instructivo conocer la vida y obra de esta sismóloga tan ignorada fuera de su especialidad —en ella llegó a recibir distinciones importantes—, sus ambiciones, frustraciones y logros, tan comunes a las mujeres de su tiempo y, ay, aún del actual.