En las profundidades de África y el Pacífico central se encuentran grupos de misterios geológicos, casi 1.800 millas (2.890 kilómetros) más abajo, en la parte inferior del manto. Los científicos suelen utilizar ondas sísmicas generadas por terremotos para observar el interior de la Tierra. Pero tales ondas no son especialmente esclarecedoras en estas partes, donde las ondas sísmicas se ralentizan como si estuvieran atrapadas en gelatina.
Esas regiones, potencialmente de cientos de kilómetros de ancho, se denominan zonas de velocidad ultrabaja (ULVZ) y, hasta ahora, sus orígenes han sido un misterio. Pero ahora, un equipo de geólogos tiene una idea. Simulando la formación de estas zonas misteriosas, los geólogos tienen evidencia de que las características son en realidad parches de material antiguo, de miles de millones de años, que se hundieron hasta el fondo del manto a lo largo de los años.
Los investigadores publicado sus hallazgos en Nature Geophysics el 30 de diciembre. Si sus simulaciones son ciertas, entonces las ULVZ podrían ser ventanas a las condiciones de la Tierra primitiva.
“Lo que me sigue interesando de ellos es que son características tan extrañas del manto más bajo”, dice Michael Thorne, geólogo de la Universidad de Utah y uno de los autores.
Durante años, los científicos no habían estado seguros de qué eran exactamente las ULVZ o qué las creaba. Estas áreas ocurren en la base del manto, en el borde del núcleo exterior de la Tierra. Los científicos sabían que estas zonas eran mucho más densas que el manto circundante, pero eso solo generó más preguntas que respuestas.
“Podemos ver estas características en muchas ubicaciones diferentes del manto inferior, pero aún no conocemos las respuestas a muchas preguntas básicas sobre ellas”, dice Thorne. Según él, no sabemos de qué están hechos, qué tan grandes son o incluso dónde están ubicados.
Saber cómo se formaron podría responder algunas de esas preguntas. “Las propiedades físicas de las zonas de velocidad ultrabaja están vinculadas a su origen”, dice Surya Pachhai, geofísico de la Universidad de Utah y otro de los autores, en una declaración.
Desafortunadamente, su origen es tan turbio como cualquier otra cosa sobre ellos. Algunos científicos pensaron que las ULVZ podrían ser la fuente de magma para los puntos calientes volcánicos, ya que se encuentran debajo de volcanes en Hawai y Samoa en el Pacífico. Pero muchos otros ULVZ conocidos no se alinean con los volcanes, por lo que parece tener poco sentido.
Y la mayoría de las teorías de ULVZ asumieron que estaban hechas de una capa de algún material. Pero eso estaba lejos de ser seguro, y un ULVZ con múltiples capas tendría propiedades tremendamente diferentes.
Thorne, Pachhai y sus colegas se centraron en un área de ULVZ: ubicadas en las profundidades del Mar del Coral, al noreste de Australia, hogar de la Gran Barrera de Coral. Es una ubicación ideal, ya que los terremotos son frecuentes allí. Esos terremotos generan muchas ondas sísmicas que los científicos pueden utilizar para visualizar el interior de la Tierra.
Pero las firmas de ondas sísmicas que observaron, desde miles de millas por debajo incluso de las profundidades más profundas del océano, ofrecían solo imágenes borrosas e inciertas de ULVZ, por lo que los científicos recurrieron a las simulaciones. Crearon modelos teóricos del interior de la Tierra que incluyen ULVZ y simularon ondas sísmicas que temblaban a través de ellos para determinar cómo serían esas ondas para un observador en su Tierra virtual. Al ejecutar simulaciones en decenas de condiciones, compararon los resultados con lo que habían observado bajo el Mar de Coral para ver qué tan bien coincidía cada modelo.
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“Una de las cosas más sorprendentes fue que Surya encontró evidencia de que el ULVZ tenía capas”, dice Thorne.
La mejor coincidencia con su trabajo correspondió a un escenario en el que los ULVZ no tienen capas únicas, sino múltiples. Pachhai dice que, hasta donde ellos saben, este es el primer estudio que muestra evidencia de esto.
Sus modelos también muestran que las capas no son uniformes. Hay mucha desigualdad en su composición y en su estructura. Esas capas, piensan los investigadores, deben haberse formado temprano en la historia de la Tierra.
“Todavía no están bien mezclados después de 4.500 millones de años de convección del manto”, dice Pachhai.
Los investigadores creen que esto podría estar relacionado con un cataclismo cuando la Tierra era bastante joven. Hace cuatro mil quinientos millones de años, un planetoide que algunos llaman Theia chocó con la Tierra, el mismo impacto que podría haber levantado un parche de escombros que luego se fusionó en la luna.
La enorme energía del impacto habría sacado un trozo gigante de la Tierra y dejado un océano de roca fundida mezclada, rellena y condimentada con todo tipo de gases y cristales. A medida que este océano se enfrió y se ordenó, convirtiéndose en el manto y la corteza de hoy, el material más denso podría haber caído al fondo sin mezclarse.
Ese material denso, entonces, formaría la base de lo que hoy son las ULVZ.
Por supuesto, esta es solo una teoría y se limita a una parada en el mundo. Al obtener más detalles de las ULVZ, los investigadores dicen que podrían aprender mucho más sobre cómo era ese antiguo océano de magma.
“Con todas estas preguntas desconocidas restantes, todavía hay mucho espacio para el descubrimiento básico, y esto es lo que me sigue atrayendo para estudiarlas”, dice Thorne, “el potencial para agregar al conocimiento fundamental sobre lo que nuestro La Tierra está hecha y cómo funciona “.