Viaje al centro de la tierra… con Inge Lehmann

La mayoría de las personas sabrán que nuestro planeta está formado por diferentes capas: la corteza, el manto (superior e inferior) y el núcleo (externo e interno). Sin embargo, pocos conocen el nombre de Inge Lehmann, la sismóloga danesa que descubrió la discontinuidad que separa el núcleo externo del núcleo interno.

Inge Lehmann (Copenhague, 1888-1993) fue hija del psicólogo experimental Alfred Georg Ludvig Lehmann (1858-1921) e Ida Sophie Tørsleff, y estudió en una escuela pedagógica progresista dirigida por Hanna Adler (1859-1947). La directora del colegio, tía de Niels Bohr (1885-1962), enseñaba los mismos temas a niñas y niños, siendo la primera escuela mixta de Dinamarca.

A pesar de tener algunas interrupciones en sus estudios, Lehmann se graduó en matemáticas por la universidad de Copenhague y Cambridge. En 1925 se convirtió en la asistente de Niels Erik Nørlund (1885-1991), el director de Gradmaalingen, instituto para la investigación de geodesia fundamental en Dinamarca. Como asistente, ayudó a Nørlund estableciendo las estaciones sismológicas de Scoresby Sund y Ivigtut en Groenlandia, y tomó parte en el montaje de los sismógrafos en la estación sismológica de Copenhague. Dos años más tarde, en el verano de 1927, estudió sismología en Hamburgo (Alemania), Darmstadt (Alemania), Estrasburgo (Francia), De Bilt (Países Bajos) y Uccle (Bélgica). Durante su mes de estancia en Darmstadt estuvo bajo el mando de Beno Gutenberg (1889-1960) que fue el científico que determinó la profundidad hasta el núcleo terrestre.

Lehmann asistió a la mayoría de las reuniones de la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (International Union of Geodesy and Geophysics, IUGG), empezando con la reunión de 1927 en Praga. Allí, se discutió sobre las curvas del tiempo, gráfico donde se representa el tiempo que tardan las ondas en llegar desde el epicentro en función de la distancia, tema que le interesó durante el resto de su vida. Además, en 1928, fue nombrada primera jefa del departamento de sismología del recién creado Real Instituto Geodésico Danés (Danish Geodetic Institute) bajo la dirección de Niels Erik Nørlund. Hasta que se retiró de esta posición en 1953, además de elaborar los informes de la estación, también realizó diversos trabajos de investigación y publicó varios artículos científicos.

Sin duda, la llamada discontinuidad de Lehmann fue su mayor descubrimiento. Esta discontinuidad sísmica fue descubierta en 1936 y demostró que existía un límite entre lo que hoy conocemos como el núcleo externo líquido y el núcleo interno sólido de la Tierra. El descubrimiento fue de gran importancia, ya que, hasta entonces se creía que la Tierra era hueca.

Lehmann utilizó los terremotos para poder demostrar su teoría, pues para descubrir las entrañas de la Tierra, se utilizan dos tipos de ondas que se desatan con los terremotos: ondas P, o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación; y ondas S, en las cuales el desplazamiento es transversal a la dirección de propagación. BenoGutenberg, el científico mencionado anteriormente que se encargó de Lehmann durante su estancia en Darmstadt, recolectó datos de diferentes sismómetros colocados en distintos puntos del mundo. Analizando los datos, se dio cuenta de que las ondas S sólo se detectaban hasta la distancia de 104 grados, mientras que las ondas P, que también se paraban en 104 grados, comenzaban de nuevo a la distancia de 140 grados, creando una zona de sombra sísmica. Esto se explicaba con la presencia de un núcleo semi-líquido, dado que las ondas S no pueden viajar a través de los líquidos. Además, las ondas P se desvian levemente cuando atraviesan líquidos, por lo que el núcleo semi-líquido las enfoca, haciendo que aparezcan a partir de 140 grados, y provocando que no apareciera ninguna entre los 104 y 140 grados. Sin embargo, existía un problema con ese modelo: se detectaban algunas ondas débiles entre 104 y 140 grados. Durante años, los sismólogos las habían discriminado; pero a Lehmann le parecían curiosas, especialmente después del terremoto de 1929 de Nueva Zelanda, que envío ondas P muy distintas entre sí a los distintos sismógrafos del mundo. Tuvo la simple, pero brillante idea, de que había un núcleo sólido interno dentro del núcleo exterior derretido, que reflejaba algunas ondas P, causando que terminaran en la zona de sombra.

Gracias a las ondas sísmicas producidas por los terremotos, Inge Lehmann publicó en 1936 el artículo científico titulado “P”, confirmando su teoría y ganándose el merecido respeto de la comunidad científica. Durante toda su vida se volcó en el mundo de la geofísica y, en 1971, ganó la Medalla William Bowie, la máxima distinción de la Unión Geofísica Americana, siendo la primera mujer en recibir ese galardón.

Referencias

• Inge Lehmann, la mujer que dedujo como es el núcleo de la Tierra, Espacio Ciencia, 13 mayo 2015
• Erik Hjortenberg (2009). Inge Lehmann’s work materials and seismological epistolary archive. Annals of Geophysics 52 (6) 679-698
• Discontinuidad de Lehmann, Wikipedia
• Joseph Stromberg, How Inge Lehmann used earthquakes to discover the Earth’s inner core, Vox, 13 mayo 2015
• Inge Lehmann, Wikipedia

Sobre la autora

Arantza Muguruza Montero (@amugu_zientzia) es estudiante de último año de Biotecnología en la UPV/EHU y alumna interna en un grupo de investigación del Instituto Biofisika.