Científicos de Cambridge captan una estructura “inusual” cerca del núcleo de la Tierra
Una
nueva investigación dirigida por la Universidad de Cambridge es la primera en
tomar una imagen detallada de una bolsa de roca inusual en la capa límite con
el núcleo de la Tierra, a unos tres mil kilómetros debajo de la superficie.
La
enigmática área de roca, que se encuentra casi directamente debajo de las islas
hawaianas, es una de varias zonas de velocidad ultrabaja —llamada así porque las
ondas sísmicas se vuelven lentas a medida que pasan a través de ellas—.
La
investigación, publicada esta semana en Nature Communications, es la primera en
revelar en detalle la compleja variabilidad interna de uno de estos bolsillos,
arrojando luz sobre el paisaje del interior profundo de la Tierra y los
procesos que operan dentro de él.
«De
todas las características intraterrestres, estas son las más fascinantes y
complejas. Ahora tenemos la primera evidencia sólida que muestra su estructura
interna: es un hito real en la sismología de la tierra profunda», dijo el autor
principal Zhi Li, Ph.D., estudiante del Departamento de Ciencias de la Tierra
de Cambridge.
El
interior de la Tierra tiene capas como una cebolla: en el centro se encuentra
el núcleo de hierro y níquel, rodeado por una capa gruesa conocida como manto,
y encima de eso una capa exterior delgada —la corteza en la que vivimos—.
Aunque el manto es roca sólida, está lo suficientemente caliente como para
fluir de una manera extremadamente lenta. Estas corrientes de convección
interna alimentan con calor a la superficie, impulsando el movimiento de las
placas tectónicas y nutriendo las erupciones volcánicas.
Los
científicos utilizan las ondas sísmicas de los terremotos para ver debajo de la
superficie de la Tierra; los ecos y las sombras de estas ondas revelan imágenes
similares a las de un radar de la topografía interior profunda. Pero hasta hace
poco, las imágenes de las estructuras en el límite entre el núcleo y el manto
—un área de interés clave para estudiar el flujo de calor interno de nuestro
planeta— han sido granulosas y difíciles de interpretar.
Ahora,
los investigadores utilizaron los últimos métodos de modelado numérico para
revelar estructuras a escala de kilómetros en el límite entre el núcleo y el
manto.
«Realmente
estamos superando los límites de la computación moderna de alto rendimiento
para las simulaciones elastodinámicas, aprovechando las simetrías de onda que
antes no se notaban o no se usaban», dijo el Dr. Kuangdai Leng, quien desarrolló
los métodos mientras estaba en la Universidad de Oxford y actualmente trabaja
en el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología.
Observaron
una reducción del 40 % en la velocidad de las ondas sísmicas que viajaban en la
base de la zona de velocidad ultrabaja debajo de Hawái. Según los autores, esto
respalda las propuestas existentes de que la zona contiene mucho más hierro que
las rocas circundantes, lo que significa que es más densa y lenta. «Es posible
que este material rico en hierro sea un remanente de rocas antiguas de la
historia temprana de la Tierra o incluso que el hierro se esté escapando del
núcleo por un medio desconocido», acotó la líder del proyecto, la Dra. Sanne
Cottaar de la Universidad de Cambridge.
La
nueva investigación también podría ayudar a los científicos a comprender qué se
encuentra debajo y da lugar a cadenas volcánicas como las islas de Hawái. De
hecho, se ha comenzado a notar una correlación entre la ubicación de los
volcanes de punto de acceso con nombres descriptivos, que incluyen Hawái e
Islandia, y las zonas de velocidad ultrabaja en la base del manto.
El
origen de los volcanes de punto caliente ha sido ampliamente debatido, pero la
teoría más popular sugiere que las estructuras similares a penachos traen
material del manto caliente desde el límite entre el núcleo y el manto hasta la
superficie.
Con
imágenes de la zona de velocidad ultrabaja debajo de Hawái ahora disponibles,
el equipo también puede recopilar evidencia física rara de lo que probablemente
sea la raíz de la columna que alimenta a Hawái. La observación de roca densa y
rica en hierro respaldaría las observaciones de superficie: «Los basaltos que
brotan de Hawái tienen firmas isotópicas anómalas que podrían apuntar a un
origen de la Tierra primitiva o a una fuga en el núcleo, lo que significa que
parte de este material denso se acumuló en la base debe ser arrastrada a la
superficie», explicó Cottaar.
Ahora
es necesario obtener imágenes de más del límite entre el núcleo y el manto para
comprender si todos los puntos calientes de la superficie tienen una bolsa de
material denso en la base. Dónde y cómo se puede enfocar el límite entre el
núcleo y el manto depende de dónde ocurren los terremotos y dónde se instalan
los sismómetros para registrar las olas.
Las
observaciones del equipo se suman a un creciente cuerpo de evidencia de que el
interior profundo de la Tierra es tan variable como su superficie. Lo próximo
será aplicar estas nuevas técnicas para mejorar la resolución de las imágenes
de otros bolsillos en el límite entre el núcleo y el manto, así como para
mapear nuevas zonas.
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