POR EL MOMENTO, LOS
INVESTIGADORES IGNORAN SU COMPOSICIÓN Y SU EXTENSIÓN EXACTA
Si partiéramos la Tierra por la mitad, como
si fuera una enorme manzana, veríamos que el corte se divide en varias capas
bien diferenciadas, aunque las principales son estas: la corteza, la más
delgada de todas, de apenas unas pocas decenas de km de grosor (aún menos en
los fondos oceánicos); el manto, mucho más extenso, de unos 3.000 km de grosor
y formado principalmente por silicatos muy calientes y cuya viscosidad y
densidad aumentan a medida que profundizamos hacia el centro de la Tierra; y el
núcleo, la capa más interna, una esfera de unos 3.500 km de radio, formada
principalmente por hierro y que se divide en dos partes, un núcleo externo
líquido y un núcleo interno sólido, con temperaturas que pueden alcanzar los
6.700 grados, mayores que las de la superficie del Sol.
Y ahora, un equipo de geofísicos de la
Universidad de Maryland ha conseguido identificar, justo en la frontera entre
el núcleo y el manto, una serie de gigantescas estructuras, áreas de roca
inusualmente densa y caliente cuya composición y origen es un misterio. Para
detectarlas, los investigadores analizaron miles de grabaciones de ondas
sísmicas, ondas de sonido que viajan a través de la Tierra, estudiando los ecos
que venían de esa región fronteriza en el corazón del planeta.
Estudios anteriores solo habían conseguido
aportar información muy limitada sobre esas estructuras, pero comprender su
composición, forma y extensión podría ayudar a revelar los procesos geológicos
internos que han llevado a la Tierra a ser como es. En ellas, en efecto, podría
estar el secreto del funcionamiento de la tectónica de placas y de la evolución
de nuestro planeta. La investigación, que proporciona la visión más detallada
hasta ahora del límite núcleo-manto, se acaba de publicar en Science.
El trabajo de los científicos se centró,
pues, en los ecos de las ondas sísmicas, y en concreto de las que viajan por
debajo de la cuenca del Pacífico. El análisis dio sus frutos, y reveló una
estructura previamente desconocida justo debajo de las islas Marquesas, de origen
volcánico, en el Pacífico Sur, y mostró también que la estructura que yace bajo
el archipiélago hawaiano es, en realidad, mucho más grande de lo que se pensaba
anteriormente.
«Al observar miles de ecos del límite del
manto central al mismo tiempo, en lugar de centrarse solo en unos pocos a la
vez, como suele hacerse, hemos obtenido una perspectiva totalmente nueva
-afirma Doyeon Kim, autora principal del artículo-. Esto nos muestra que la
región límite núcleo-manto tiene muchas estructuras que pueden producir estos
ecos, y eso era algo de lo que no nos habíamos dado cuenta antes porque solo
teníamos una visión limitada».
Las ondas sísmicas generadas por los
terremotos bajo la superficie terrestre son capaces de viajar miles de km. Y
cuando esas ondas se topan con cambios de densidad, temperatura o composición
de las rocas que atraviesan, se doblan o se dispersan, produciendo ecos que se
pueden detectar. Los ecos de las estructuras más cercanas llegan más rápido, y
los de las estructuras más grandes tienen una mayor intensidad. De este modo,
midiendo el tiempo de viaje de estos ecos y su amplitud a medida que van siendo
registrados por los sismómetros en lugares diferentes, los científicos pueden
desarrollar modelos de las propiedades físicas de las rocas ocultas bajo la
superficie. Es algo parecido al sistema que utilizan los murciélagos para
percibir y mapear su entorno.
En
busca del eco adecuado
Para este estudio, Kim y sus colegas
buscaron los ecos generados por un tipo específico de onda, llamada «onda de
corte», a medida que se desplaza a lo largo del límite núcleo-manto. En la
grabación (llamada sismograma) de un único terremoto, los ecos de las ondas de
corte pueden resultar difíciles de distinguir del ruido aleatorio. Pero mirar
muchos sismogramas de muchos terremotos a la vez puede revelar similitudes y
patrones capaces de identificar los ecos ocultos en los datos.
Utilizando un algoritmo de «machine
learning» llamado Sequencer, los investigadores analizaron 7.000 sismogramas de
cientos de terremotos de magnitud 6,5 y y superiores ocurridos en la cuenca del
Pacífico entre 1990 y 2018. El Sequencer, desarrollado inicialmente para
encontrar patrones en la radiación de estrellas y galaxias distantes, fue capaz
de descubrir una gran cantidad de ondas de corte cuando se aplicó a los
sismogramas.
«En las ciencias de la Tierra -asegura Kim-
el machine learning está creciendo rápidamente, y un algoritmo como Sequencer
nos permite ser capaces de detectar de forma sistemática los ecos sísmicos y
obtener nuevas ideas sobre las estructuras halladas en la base del manto, que
hasta ahora han sido un enigma».
De hecho, la investigación reveló algunas
sorpresas sobre las misteriosas estructuras halladas junto al núcleo terrestre.
«Hallamos ecos en aproximadamente el 40% de todas las rutas de ondas sísmicas
-explica por su parte Vedran Leki, coautor del estudio-. Eso fue muy
sorprendente porque esperábamos que fueran más raros, y lo que eso significa es
que esas estructuras anómalas en el límite núcleo-manto están mucho más
extendidas de lo que se creía».
Entre todos los ecos detectados, los de la
estructura que hay justo debajo de Hawai fueron, con diferencia, los más
fuertes, lo que indica que "ahí abajo" hay algo realmente enorme,
mucho mayor de lo que indicaban estimaciones anteriores. De hecho, la mayor
entre todas las estructuras de este tipo detectadas hasta ahora.
En cuanto a que hay bajo las islas
Marquesas, en la Polinesia francesa, Leki afirma que «nos sorprendió encontrar
ahí una tan grande y que ni siquiera sabíamos que existía. Es algo realmente
emocionante, porque muestra cómo el algoritmo Sequencer puede ayudarnos a
contextualizar los datos de los sismogramas en todo el mundo de una forma que
antes no resultaba posible». ABC
