Deducen la existencia de montañas en la fronteras entre el manto superior y el inferior.
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Es fácil saber lo que hay sobre la superficie de la Tierra, sólo hay que echar un vistazo. Sin embargo, saber lo que hay en su interior no es fácil.
Un pista puede ser la diferencia entre la masa de la Tierra y la densidad del material de su superficie. Esto nos dice que la Tierra debe ser más densa en su interior. Pero la gran ventana para «ver» el interior de la Tierra es el uso de las ondas sísmicas producidas por los terremotos, que nos permiten ver su estructura interior.
De este modo, hemos podido saber que la Tierra tiene un núcleo interior, uno exterior, un manto y la corteza, que es con la que estamos en contacto en la superficie. Pero saber más sobre la estructura interna de nuestro mundo exigen mucho esfuerzo.
Un estudio realizado por investigadores de las universidades de Princeton y de Sidao Ni (China) y publicado en Science esta semana nos permite atisbar detalles del interior que hasta ahora nos eran desconocidos. Así, han logrado intuir montañas y otras topografías a 660 km de profundidad, justo en la capa que separa el manto superior del inferior.
El estudio se basa en el análisis de las ondas sísmicas producidas por un terremoto muy potente que se dio en Bolivia hace años. Para hacer este tipo de análisis se necesitan terremotos muy potentes y que sacudan a todo el planeta.
Recordemos que la escala Richter que mide el poder destructivo de los terremotos es una escala logarítmica y que un terremoto en cada punto o magnitud de la escala libera 30 veces más energía que el punto en la escala que está justo por debajo.
Para realizar este tipo de estudios se necesita un terremoto de magnitud 7 o mayor. La sondas sísmicas producidas, tanto las de vibración longitudinal como las transversales, viajan en todas las direcciones desde el hipocentro y llegan al otro lado del planeta y dan la vuelta. En este estudio se usaron los datos recogidos en 1994 de un terremoto de magnitud 8,2 que se dio en Bolivia. Este sismo se dio a gran profundidad, por lo que no causó víctimas.
Este tipo de terremotos no son frecuentes, aunque no se tuvo la suerte de contar con los sismómetros avanzados de hoy en día y se usaron los de la época, se registraron datos con la suficiente calidad. El análisis de este estudio se basa precisamente en los datos registrados entonces por esos sismómetros. La ventaja es que ahora se cuenta con computadoras y programas mucho más avanzados que los que lo de esa época y con los que se pueden analizar esos datos mucho mejor. Para este caso se usó el supercluter computacional Tiger de la Universidad de Priceton.
Las ondas sísmicas se refractan y reflejan según los materiales con los que se encuentran. Así, por ejemplo, al igual que una superficie rugosa dispersa la luz, una superficie rugosa hará lo mismos con las ondas sísmicas. Sabiendo cómo lo hacen y con los datos procedentes de sismómetros colocados en distintas partes de la superficie terrestre es posible reconstruir lo que hay por dentro de nuestro planeta, incluso con detalle.
Este estudio ha analizado en concreto las ondas sísmicas dispersadas por la capa frontera-660km o 660-km boundary (así se la denomina a falta de un mejor nombre), que es un límite rugoso del interior de la Tierra que separa los mantos interno y externo.
Para sorpresa de los investigadores, ese límite fue más rugoso de lo que se creía, pues posee «montañas» con alturas posiblemente superiores a las de las montañas que hay sobre la corteza terrestre. Al igual que en la superficie, no todo está lleno de montañas, sino que a 660 km de profundidad hay regiones planas o llanas y otras sobre las que se alzan esas montañas. Ni que decir tiene que no hay aire, ni huecos ni nada por el estilo, sino que todo está cubierto por material del manto.
Los investigadores también han analizado la capa a 410 km de profundidad en la parte superior del manto medio (zona de transición), pero no se encontraron con las «arrugas» que sí hay a 660 km.
La presencia de esta rugosidad a 660 km de profundidad tiene implicaciones en la comprensión del interior de nuestro planeta y como este se formó y evoluciona. Este límite divide el manto (que da cuenta del 84% del volumen de nuestro planeta) en sección superior y sección inferior.
Los geólogos han venido discutiendo sobre la importancia de esta capa. Por ejemplo, sobre si las rocas son transportadas suavemente desde el límite manto-núcleo hasta arriba en la parte superior del manto o si esto se ve interferido por la frontera-660km.
Algunas pruebas minerológicas y geoquímicas indican que el manto superior e inferior tienen composiciones distintas, lo que explicaría por qué estas dos partes no se mezclan física y térmicamente. Otras pruebas indican lo contrario.
Este estudio sugiere que ambas visiones podrían ser parcialmente correctas. Las partes suaves o llanas de la frontera-660km permitirían una mezcla vertical entre el manto superior e inferior, mientras que las regiones rugosas impedirían esta mezcla y harían de frontera «dura».
Los investigadores proponen la hipótesis de que estas regiones rugosas se corresponderían a diferencias en la composición química. La causa de esta diferencia química se debería, a su vez, a la introducción de rocas procedentes de la corteza oceánica que, debido a procesos de subdución, ahora descansan en el manto.
Esto resolvería el destino final de la corteza oceánica subducida a lo largo de las zonas de subdución del contorno del Pacífico y de otras regiones, cuyas remanentes estarían ahora descansando justo por encima o por debajo de los 660 km de profundidad. Así que todo esto nos da una idea de cómo ha evolucionado el interior de nuestro planeta a lo largo del tiempo.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Dibujo: Kyle McKernan, Office of Communications.