Un estudio sísmico revela antiguas 'islas' en el manto profundo

En el manto terrestre se esconden dos 'islas' de tamaño continental, más cálidas que las frías placas tectónicas que las rodean y, según un nuevo estudio, formadas hace 500 millones de años.

La nueva investigación de la Universidad de Utrecht, publicada en Nature, contradice la idea de un manto terrestre bien mezclado y de flujo rápido, una teoría que cada vez se cuestiona más.

Los grandes terremotos hacen que toda la Tierra suene como una campana con diferentes tonos, como un instrumento musical. Los sismólogos estudian el interior profundo de la Tierra investigando en qué medida estos tonos están "desafinados", porque las oscilaciones de toda la Tierra sonarán desafinadas o menos fuertes cuando encuentren anomalías.

De esta manera, los sismólogos podrán tomar imágenes del interior de nuestro planeta, de la misma manera que un médico de hospital puede "ver" a través de nuestro cuerpo con rayos X.

A finales del siglo pasado, un análisis de estas oscilaciones demostró la existencia de dos "supercontinentes" subterráneos: uno bajo África y otro bajo el océano Pacífico, ambos ocultos a más de dos mil kilómetros bajo la superficie de la Tierra.

"Nadie sabe qué son, si son sólo un fenómeno temporal o si llevan allí millones o quizás miles de millones de años", afirma Arwen Deuss, sismólogo y profesor de Estructura y composición del interior profundo de la Tierra en la Universidad de Utrecht (Países Bajos).

"Estas dos grandes islas están rodeadas por un cementerio de placas tectónicas que han sido transportadas hasta allí mediante un proceso llamado 'subducción', en el que una placa tectónica se sumerge debajo de otra placa y se hunde desde la superficie de la Tierra hasta una profundidad de casi tres mil kilómetros".

"Sabemos desde hace años que estas islas se encuentran en el límite entre el núcleo y el manto de la Tierra, y vemos que las ondas sísmicas se ralentizan allí". Por eso los científicos de la Tierra llaman a estas regiones "Grandes Provincias de Baja Velocidad Sísmica" o LLSVP por sus siglas en inglés.

"Las ondas se ralentizan porque las LLSVP son calientes, al igual que no se puede correr tan rápido cuando hace calor como cuando hace frío".

Deuss y su colega Sujania Talavera-Soza querían saber más sobre estas regiones. "Añadimos nueva información, la llamada 'amortiguación' de las ondas sísmicas, que es la cantidad de energía que pierden las ondas cuando viajan a través de la Tierra. Para ello, no solo investigamos cuánto desafinaban los tonos, sino que también estudiamos su volumen sonoro".

Talavera-Soza añade: "En contra de nuestras expectativas, encontramos poca amortiguación en los LLSVP, lo que hizo que los tonos sonaran muy fuertes allí. Pero sí encontramos mucha amortiguación en el cementerio de losas frías, donde los tonos sonaban muy suaves".

"A diferencia del manto superior, donde encontramos exactamente lo que esperábamos: hace calor y las olas están amortiguadas. Al igual que cuando hace calor afuera y sales a correr, no solo bajas la velocidad, sino que también te cansas más que cuando hace frío afuera".

Su colega Laura Cobden, que se especializa en los minerales que encontramos en las profundidades de la Tierra, sugirió estudiar el tamaño de grano de los LLSVP. Según su colega estadounidense Ulrich Faul, la temperatura por sí sola no puede explicar la ausencia de una gran amortiguación en los LLSVP.

Deuss dijo: "El tamaño de grano es mucho más importante. Las placas tectónicas en subducción que terminan en el cementerio de placas están formadas por granos pequeños, ya que se recristalizan en su viaje hacia las profundidades de la Tierra.

"Un tamaño de grano pequeño significa un mayor número de granos y, por lo tanto, también un mayor número de límites entre los granos. Debido al gran número de límites de grano entre los granos en el cementerio de placas, encontramos más amortiguamiento, porque las ondas pierden energía en cada límite que cruzan. El hecho de que las LLSVP muestren muy poco amortiguamiento significa que deben estar formadas por granos mucho más grandes".

Esos granos minerales no crecen de la noche a la mañana, lo que solo puede significar una cosa: las LLSVP son muchísimo más antiguas que los cementerios de placas circundantes. Más aún: las LLSVP, con sus bloques de construcción mucho más grandes, son muy rígidas. Por lo tanto, no participan en la convección del manto (el flujo en el manto de la Tierra).

Por lo tanto, al contrario de lo que nos enseñan los libros de geografía, el manto tampoco puede estar bien mezclado. Talavera-Soza afirma: "Después de todo, los LLSVP deben ser capaces de sobrevivir a la convección del manto de una forma u otra".