Historia de uno de los protones de un átomo de hierro del núcleo de la Tierra

Cómo se formó un protón de un átomo de hierro del

núcleo de la Tierra

Vamos a ver cómo llegó al núcleo del planeta Tierra uno de los protones que conforman uno los átomos de hierro, elemento que constituye en un 90 – 95% el material del núcleo terrestre, en estado sólido en el centro (una esfera de 1220 kms de radio) rodeado de una envoltura del mismo material en estado líquido.

Hace 13.800 millones de años se produjo el Big Bang en una situación singular en que toda la materia y la energía estaban concentradas.


A partir de esa explosión esa singularidad comenzó a expandirse en una situación de altísima presión y temperatura.

Este Universo inicial era homogéneo, una sopa de quarks, electrones y gluones (portadores de la fuerza nuclear fuerte que aparecería más tarde). Aún no había materia en forma de elementos químicos ni fuerzas de energía. Y ya habían aparecido el espacio y el tiempo.


Según se fue expandiendo esta sopa, se fue enfriando. Y así, 0.00001 segundo después del Big Bang, se empezaron a producir agregados de quarks, de tres en tres, convirtiéndose en protones y neutrones.
Aparecen los protones 0,00001 segundo después del Big Bang.

Continúa la expansión y el enfriamiento, permitiendo que 1 segundo después del Big Bang vayan apareciendo la fuerza de la gravedad, después la fuerza nuclear fuerte, después la fuerza nuclear débil y la energía electromagnética. Ya están las 4 fuerzas y la materia en forma de electrones, protones y neutrones. 

Empujadas por las 3 fuerzas iniciales las partículas se van organizando entre ellas. Así, en los 100 primeros segundos tras el Big Bang los protones son ya núcleos de Hidrógeno, en un 75%, y de Helio por fusión de dos protones y dos electrones, el otro 25%.

La temperatura es aún tan alta que los núcleos no pueden interactuar con los electrones, no pueden aún formar átomos. La materia es un plasma de núcleos, electrones... y fotones (portadores de las fuerzas electromagnéticas).


Los fotones no pueden viajar libremente pues interactúan continuamente con las partículas del plasma que están cargadas eléctricamente, los núcleos con carga positiva por lo protones, y los electrones con carga negativa.

380.000 años después del Big Bang las temperaturas han bajado lo suficiente para que se formen los primeros átomos, el 75% eran..., y son, átomos de Hidrógeno, por unión de un núcleo y un electrón; y el otro 25% son átomos de Helio por unión de dos electrones con un núcleo de  dos protones.

Aparecen los átomos de hidrógeno y helio.

Como los átomos son neutros, el Universo ya no está cargado eléctricamente, los fotones fueron libres para viajar, el universo se volvió transparente..., y la luz de esos primeros fotones que viajaron libres, en un universo ya con átomos neutros, es la que se ha captado desde la Tierra por los radiotelescopios, la radiación electromagnética del fondo del cosmos. Fondo cósmico de microondas.
Ha aparecido la 4ª fuerza, la fuerza electromagnética que portaban los fotones.

200 millones de años después del Big Bang la atracción de la fuerza de la gravedad había hecho que los átomos de hidrógeno se fueran agrupando en zonas cada vez más densas. Al aumentar la densidad aumenta la temperatura y la presión, y los átomo vuelven a formar un plasma de electrones y núcleos, se fusionan los núcleos de hidrógeno y forman núcleos de helio, liberando cantidades ingentes de energía que percibimos como luz y calor: se ha formado una estrella.

La atracción de la gravedad no sólo formó estrellas, sino que hizo que éstas se agruparan en galaxias.

Si una estrella tiene mucha masa, la presión y la temperatura son tan elevadas que la fusión termonuclear puede seguir uniendo núcleos de átomos cada vez más pesados, formándose así núcleos de carbono,, de nitrógeno, de magnesio, de oxígeno, de sodio, de cloro, de hierro...

De 10.000 a 1.000 millones de años después del Big Bang algunas estrellas se van apagando poco a poco. Otras son tan masivas que colapsan y explotan. Son las supernovas. 

Estas explosiones de supernovas son tan energéticas que permiten que se formen núcleos atómicos más pesados que el de hierro.


Y siembran el espacio de átomos de todos los elementos naturales.

La fuerza de la gravedad sigue actuando sobre las inmensas nubes de gas y polvo cósmico creadas por la explosión de las supernovas..., y se van generando las nuevas estrellas de 2a generación condensando todo tipo de elementos.

Así, hace tan sólo 4.500 millones de años, se formó el sistema solar al condensarse una de esas nubes: la masa de materia con mayor densidad originó el sol; el resto de la materia que le rodeaba formando un disco -disco de acreción- , generó los grumos que dieron lugar a planetas, satélites, cometas..., con materia estelar de 2ª generación.

Apareció la Tierra a partir de uno de esos grumos de materia estelar de 2ª generación que giraba alrededor de la nueva estrella, el Sol.

Y así llegó ese protón del núcleo del átomo de hierro a formar parte del núcleo del planeta Tierra.