El interior de la Tierra no es una pila uniforme de capas. En lo profundo de su gruesa capa intermedia se encuentran dos colosales estructuras que, hasta el día de hoy, los científicos aún no saben de dónde provienen o por qué tienen alturas tan diferentes. Ahora, un nuevo conjunto de modelos geodinámicos ha dado con una posible respuesta a este último misterio.
Estos depósitos ocultos están ubicados en lados opuestos del mundo y, a juzgar por la profunda propagación de las ondas sísmicas, la mancha debajo del continente africano es más del doble de alta que la que se encuentra debajo del océano Pacífico.
Después de ejecutar cientos de simulaciones, los autores del nuevo estudio creen que la mancha debajo del continente africano es menos densa y menos estable que su contraparte del Pacífico, y por eso es mucho más alta.
«Nuestros cálculos encontraron que el volumen inicial de las masas no afecta su altura», explica el geólogo Qian Yuan de la Universidad Estatal de Arizona. «La altura de las estructuras se controla principalmente por su densidad y la viscosidad del manto circundante».
Una de las principales capas dentro de la Tierra es el pringue caliente y ligeramente pegajoso conocido como manto, una capa de roca de silicato que se encuentra entre el núcleo de nuestro planeta y su corteza. Si bien el manto es en su mayoría sólido, se comporta a la larga como una especie de alquitrán. Es así que, con el tiempo, las columnas de roca de magma caliente se elevan gradualmente a través del manto y se cree que contribuyen a la actividad volcánica en la superficie del planeta.
Vista giratoria en 3D de las masas en el interior de la Tierra. (Cottaar & Lekic/Geophysical Journal International, 2016).
Comprender lo que sucede en el manto es, por lo tanto, un esfuerzo importante en geología.
Las manchas del Pacífico y África se descubrieron por primera vez en la década de 1980. En términos científicos, estas «superplumas» se conocen como grandes provincias de baja velocidad de corte (LLSVP).
En comparación con el LLSVP del Pacífico, el estudio actual encontró que el LLSVP africano se extiende unos 1000 kilómetros más alto, lo que respalda las estimaciones anteriores.
Esta gran diferencia de altura sugiere que ambas masas tienen composiciones diferentes. Sin embargo, no está claro cómo afecta esto al manto circundante. Quizás la naturaleza menos estable de la pila africana, por ejemplo, pueda explicar por qué hay un vulcanismo tan intenso en algunas regiones del continente. También podría afectar el movimiento de las placas tectónicas, que flotan sobre el manto.
Ubicaciones de secciones transversales a través de dos LLSVP utilizadas para perfiles de profundidad. Estas anomalías son tan masivas que, a su vez, generan sus propias perturbaciones, como el gran fenómeno que actualmente evoluciona dentro y debilita el campo magnético de la Tierra, conocido como la Anomalía del Atlántico Sur.
Otros modelos sísmicos han encontrado que el LLSVP africano se extiende hasta 1.500 kilómetros por encima del núcleo exterior, mientras que el LLSVP del Pacífico alcanza los 800 kilómetros de altura como máximo.
En experimentos de laboratorio que buscan replicar el interior de la Tierra, las pilas de África y del Pacífico parecen oscilar hacia arriba y hacia abajo a través del manto. Los autores del estudio actual dicen que esto respalda su interpretación de que el LLSVP africano es probablemente inestable, y lo mismo podría ocurrir con el LLSVP del Pacífico, aunque sus modelos no mostraron esto.
Las diferentes composiciones de los LLSVP del Pacífico y África también podrían explicarse por sus orígenes. Los científicos aún no saben de dónde provienen estas masas, pero existen dos teorías principales.
Una vista en 3D de la masa en el manto de la Tierra debajo de África, que se muestra con los colores rojo, amarillo y naranja. El color cian representa el límite entre el núcleo y el manto, el azul representa la superficie y el gris transparente representa los continentes. Crédito: Mingming Li/ASU.
Una es que las pilas están hechas de placas tectónicas subducidas, que se deslizan en el manto, se sobrecalientan y caen gradualmente hacia abajo, contribuyendo a la burbuja. Otra teoría es que las son restos de la antigua colisión entre la Tierra y el protoplaneta Thea, que nos dio la Luna.
Las teorías tampoco son mutuamente excluyentes. Por ejemplo, quizás Thea contribuyó más a una masa; esto podría ser parte de la razón por la que se ven tan diferentes hoy.
«Nuestra combinación del análisis de los resultados sísmicos y el modelado geodinámico proporciona nuevos conocimientos sobre la naturaleza de las estructuras más grandes de la Tierra en el interior profundo y su interacción con el manto circundante», dice Yuan.
«Este trabajo tiene implicaciones de gran alcance para los científicos que intentan comprender el estado actual y la evolución de la estructura del manto profundo y la naturaleza de la convección del manto», concluye.
El estudio fue publicado en Nature Geoscience.
