Mucha gente imagina el manto interior de la Tierra como capas separadas apiladas una encima de otra, como un pastel en capas, donde cada capa representa un plato. En realidad, esos círculos internos son complejos y a menudo están llenos de sorpresas.
Los sismólogos se han basado en tipos específicos de ondas sísmicas para aprender sobre el subsuelo de la Tierra, pero ahora una técnica diferente está pintando un panorama más detallado.
Esta nueva perspectiva hace que los científicos se pregunten si hay materia oculta en lugares que antes se creían vacíos.
Comprender el manto de la Tierra: conceptos básicos
El manto de la Tierra es la gruesa capa de roca entre la corteza del planeta y su núcleo. Se extiende a unas 1.800 millas (2.900 kilómetros) de profundidad y representa aproximadamente el 84% del volumen total de la Tierra.
El manto está compuesto principalmente de minerales de silicato ricos en hierro y magnesio, y es en su mayor parte sólido, pero se comporta como un fluido espeso y de flujo lento durante largos períodos de tiempo.
Este flujo impulsa el movimiento de las placas tectónicas a través de la superficie de la Tierra, provocando terremotos, erupciones volcánicas y deriva continental.
El calor del núcleo de la Tierra crea corrientes de convección en el manto, donde el material caliente asciende, se enfría cerca de la corteza y luego vuelve a descender, creando un ciclo continuo. Este proceso juega un papel importante en la configuración de la superficie del planeta.
Placas tectónicas en el manto terrestre
El descubrimiento es el resultado del uso de un método de alta resolución llamado inversión de longitud de onda completa. Los científicos utilizan este método para interpretar cada tipo de onda sísmica producida por los terremotos, en lugar de centrarse en un solo tipo.
Gracias a eso, pueden construir modelos más precisos de las estructuras internas de la Tierra.
Después de aplicar este método al manto inferior, los investigadores vieron bolsas que parecían ser fragmentos de placas residuales en áreas sin antecedentes de subducción.
Después de su análisis, se sorprendió de lo comunes que eran estas anomalías ocultas.
El trabajo fue dirigido por un equipo que incluía a Thomas Schouten, estudiante de doctorado en el Instituto Geológico de ETH Zurich, que colaboró con expertos del Instituto de Tecnología de California.
Sus esfuerzos combinados aportaron nuevos conocimientos que cuestionaron las suposiciones sobre dónde residen en la Tierra los antiguos restos de placas tectónicas.
Interpretación de señales sísmicas
Para comprender cómo llegaron aquí los investigadores, es útil recordar cómo funcionan las ondas sísmicas. Cuando ocurre un terremoto, envía ondas que se irradian hacia afuera en todas direcciones.
Estas ondas rebotan, se doblan y cambian a medida que viajan por el planeta. De la misma manera que los médicos utilizan técnicas de imágenes médicas, los geofísicos miden el tiempo que tardan estas ondas en llegar a diferentes estaciones sísmicas alrededor del mundo.
La velocidad de esas señales revela detalles sobre la densidad y rigidez de la roca. En años anteriores, los científicos dependían en gran medida de fases sísmicas específicas.
Pero al examinar todos los datos de ondas disponibles, se han identificado nuevas formas y densidades en el manto inferior de la Tierra.
¿Por qué es importante el manto de la Tierra?
A lo largo de cientos de millones de años, las placas se formaron, se movieron y se hundieron nuevamente en el interior de la Tierra. Este ciclo juega un papel en el control de fenómenos como el vulcanismo, los terremotos y la lenta deriva continental.
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que losas de placas subducidas se agrupan debajo de áreas donde una placa tectónica se desliza debajo de otra.
Por eso fue sorprendente cuando nuevas imágenes revelaron grandes placas debajo de los océanos e interiores continentales sin una historia clara de colisiones de placas.
Esto indica posibles complicaciones en nuestra comprensión de cómo evolucionan las placas y dónde terminan.
Una placa misteriosa bajo el Océano Pacífico
Una zona bajo el Pacífico occidental fue una gran sorpresa. Según los cronogramas actuales de la tectónica de placas, no hay razón para que existan fragmentos de placas más antiguos.
«Aparentemente, estas zonas en el manto de la Tierra están más extendidas de lo que se pensaba», dijo Schouten.
Ningún dato geológico indica una subducción histórica cercana. Esto sugiere que las anomalías pueden no ser fragmentos de placas, ni tampoco la forma en que los científicos las imaginaron originalmente.
¿Podría ser otra cosa?
Los científicos ahora se enfrentan a preguntas sobre el origen y la naturaleza de estas estructuras.
Algunos dicen que pueden ser bolsas antiguas ricas en sílice que quedaron del manto primitivo. Otros sugieren que puede ser un depósito rico en hierro que ha estado apareciendo durante miles de millones de años.
Schouten explicó que el nuevo modelo revela anomalías en todo el interior de la Tierra, pero los materiales exactos o fragmentos de placas responsables de estos patrones aún no están claros.
Esta incertidumbre sugiere una composición del manto terrestre más diversa de lo que se pensaba anteriormente.
Próximos pasos para una comprensión más profunda
La inversión de onda completa es una herramienta prometedora para estas investigaciones, pero sólo da una idea de qué tan rápido o lento viajan las ondas a través del material.
Los investigadores dicen que se necesita un mayor refinamiento para descubrir las diferencias químicas y térmicas.
Algunos están recurriendo a conjuntos de datos adicionales, incluidos datos de señales electromagnéticas y experimentos de física mineral.
La combinación de esos métodos puede resaltar si estas «manchas» del manto son de origen primordial, corteza oceánica reciclada o algo completamente distinto.
Implicaciones para la tectónica de placas
Si los científicos confirman que existen más zonas como esta en las profundidades de la Tierra, es posible que tengan que ajustar muchas teorías sobre cómo se mueve el calor a través del planeta.
Estas zonas ocultas pueden alterar los patrones de convección y la estructura de la pluma del manto.
La historia de la tectónica de placas también podría recibir actualizaciones, con nuevos capítulos sobre cómo los fragmentos de placas se desplazan y se transforman de maneras no documentadas anteriormente. Estos hallazgos nos recuerdan que la geología, como cualquier otra ciencia, nunca está definida.
La búsqueda continúa
En el futuro, las supercomputadoras avanzadas podrán procesar conjuntos de datos aún más grandes para producir imágenes más claras del manto inferior de la Tierra y sus estructuras de placas. Eso puede resolver los debates sobre la verdadera naturaleza de estas misteriosas anomalías.
Los científicos de la Tierra descubren partes de la complejidad oculta de nuestro planeta combinando una variedad de métodos: sísmicos, químicos y computacionales.
Como demostró el equipo de Schouten, a veces ver el panorama completo significa mirar más allá de lo que creemos que ya sabemos.
El estudio fue publicado Informes científicos.
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