Un equipo internacional de investigación ha logrado, por primera vez, medir simultáneamente la resistencia dinámica del hierro en condiciones de presión y temperatura que simulan el núcleo interno de la Tierra. Este estudio, publicado en Nature Communications, combina experimentos realizados en el National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory, en Estados Unidos, con avanzadas simulaciones computacionales para comprender cómo se deforma el hierro en uno de los entornos más extremos del planeta.
La Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha sido parte fundamental de esta investigación a través de Carlos Ruestes, investigador Ramón y Cajal afiliado al Instituto de Fusión Nuclear “Guillermo Velarde”, ETSI Industriales. Ruestes es el único autor español y europeo involucrado en este estudio, centrándose en las simulaciones de dinámica molecular que forman parte del componente computacional del proyecto.
Desafíos experimentales y metodologías innovadoras
“Los experimentos permiten alcanzar condiciones extraordinarias, pero para comprender qué ocurre dentro del material es necesario analizar también su respuesta a escala atómica", explica Ruestes. "Las simulaciones de dinámica molecular permiten conectar las observaciones experimentales con los mecanismos microscópicos que controlan la deformación del hierro”.
El hierro es un componente clave del núcleo terrestre y otros planetas rocosos. Sin embargo, medir sus propiedades mecánicas bajo presiones extremas —millones de atmósferas— y temperaturas que superan los 5.000 grados Celsius representa un desafío significativo.
Para abordar esta problemática, el equipo utilizó el NIF, una instalación láser capaz de generar breves intervalos de condiciones similares a las del interior profundo de la Tierra. Los pulsos láser comprimieron muestras de hierro hasta alcanzar presiones cercanas a tres millones de atmósferas.
Análisis detallados y resultados sorprendentes
A través de diagnósticos ultrarrápidos con rayos X y técnicas ópticas, los investigadores pudieron seguir la evolución del material durante su deformación. La respuesta experimental fue analizada mediante el crecimiento de inestabilidades inducidas en la muestra, lo que permitió inferir la resistencia del hierro bajo estas condiciones extremas.
La interpretación de los resultados requirió combinar diferentes niveles de simulación. Las simulaciones hidrodinámicas reconstruyeron la evolución global del experimento, mientras que las simulaciones de dinámica molecular revelaron cómo respondía el material a escala atómica.
Uno de los hallazgos más significativos fue identificar un comportamiento inesperado relacionado con la transición de fase del hierro bajo presión. Durante el proceso de compresión, los átomos se reorganizan y el material cambia su estructura cristalina. Esta transformación también afecta su microestructura, generando granos pequeños que pueden influir decisivamente en su respuesta mecánica.
Implicaciones para la geofísica y materiales extremos
Comprender cómo se comporta el hierro bajo estas condiciones es crucial para interpretar la dinámica del núcleo interno terrestre. La forma en que el hierro se deforma puede influir en fenómenos como la anisotropía sísmica —la variación en la velocidad de propagación de ondas sísmicas según la dirección— dentro del núcleo.
Estos descubrimientos no solo son relevantes para entender mejor nuestro planeta, sino que también tienen implicaciones para el estudio de materiales sometidos a condiciones extremas en otros planetas rocosos y exoplanetas con núcleos ricos en hierro.
Colaboración internacional destacada
Este estudio reúne a investigadores destacados provenientes del Lawrence Livermore National Laboratory, University of California San Diego, Universidad de Mendoza, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University y la UPM. Así, se consolida una colaboración científica entre Estados Unidos, Argentina y España centrada en investigar materiales bajo condiciones extremas.
“Este trabajo demuestra el valor que tiene integrar grandes instalaciones experimentales con simulación computacional avanzada”, concluye Ruestes. “También resalta cómo desde universidades iberoamericanas podemos contribuir directamente a problemas científicos complejos que requieren una estrecha conexión entre experimentación teórica y computación avanzada”.
La noticia en cifras
| Cifra |
Descripción |
| 3 millones |
Presión alcanzada durante los experimentos (en atmósferas) |
| 5,000 grados Celsius |
Temperatura alcanzada durante los experimentos |
| 13 de julio de 2026 |
Fecha de publicación del estudio |
| 1 autor español |
Número de autores afiliados a instituciones españolas en el estudio |
Preguntas sobre la noticia
¿Qué logró el equipo internacional de investigación en su estudio sobre el hierro?
El equipo logró medir por primera vez de forma simultánea la resistencia dinámica del hierro bajo condiciones de presión y temperatura comparables a las del núcleo interno de la Tierra.
¿Cuál fue la contribución de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en este estudio?
La UPM, a través del investigador Carlos Ruestes, participó en simulaciones de dinámica molecular que formaron parte del componente computacional del estudio.
¿Qué instalaciones se utilizaron para realizar los experimentos?
Se utilizaron los experimentos realizados en el National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory, que permiten alcanzar condiciones extremas similares a las del interior profundo de la Tierra.
¿Cuáles son algunas implicaciones de los resultados obtenidos en esta investigación?
Los resultados tienen implicaciones para interpretar la dinámica del núcleo interno terrestre, así como para estudiar materiales sometidos a condiciones extremas en otros planetas rocosos y exoplanetas con núcleos ricos en hierro.
¿Qué relevancia tiene entender la resistencia del hierro bajo condiciones extremas?
Comprender cómo se deforma y fluye el hierro bajo estas condiciones puede influir en la anisotropía sísmica y aportar información sobre la historia dinámica del núcleo terrestre y su relación con el campo magnético.
¿Cómo se llevó a cabo la interpretación de los resultados experimentales?
La interpretación requirió combinar simulaciones hidrodinámicas y de dinámica molecular para analizar tanto la evolución global del experimento como la respuesta atómica del material.
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