Ubicación de los LLSVP y una representación esquemática de la sección transversal de la Tierra para la velocidad y amortiguación de las ondas sísmicas
Un estudio sísmico revela antiguas 'islas' en el manto profundo
A finales del siglo XX, las oscilaciones generadas por terremotos revelaron la existencia de dos gigantescos «supercontinentes» subterráneos
En las profundidades del manto terrestre se encuentran dos gigantescas «islas» de tamaño continental, significativamente más cálidas que las placas tectónicas frías que las rodean y, según un reciente estudio, formadas hace unos 500 millones de años. La investigación, realizada por la Universidad de Utrecht y publicada en Nature, desafía la idea tradicional de que el manto terrestre es una capa bien mezclada y de flujo rápido, una teoría que ha sido objeto de creciente cuestionamiento.
Los grandes terremotos generan oscilaciones en toda la Tierra, similares a los tonos de una campana o un instrumento musical. Los sismólogos estudian estas vibraciones y cómo se «desafinan» al atravesar diferentes regiones del planeta, lo que les permite crear imágenes del interior terrestre, de forma análoga a cómo los rayos X permiten a los médicos observar el interior del cuerpo humano.
A finales del siglo XX, estas oscilaciones revelaron la existencia de dos gigantescos «supercontinentes» subterráneos: uno bajo África y otro bajo el océano Pacífico, ambos ubicados a más de 2.000 kilómetros bajo la superficie de la Tierra.
Arwen Deuss, sismólogo y profesor de la Universidad de Utrecht, explica: «No sabemos con certeza qué son estas estructuras, si son fenómenos temporales o si llevan millones, incluso miles de millones de años allí».
El «cementerio» de placas tectónicas
Estas inmensas estructuras, denominadas «Grandes Provincias de Baja Velocidad Sísmica» (LLSVP, por sus siglas en inglés), están rodeadas por lo que los científicos llaman un «cementerio» de placas tectónicas. Estas placas han sido arrastradas hacia el interior del manto mediante el proceso de subducción, en el que una placa tectónica se hunde bajo otra y desciende hasta profundidades cercanas a los 3.000 kilómetros.
«Sabemos desde hace tiempo que estas islas se encuentran en el límite entre el núcleo y el manto de la Tierra. Allí, las ondas sísmicas disminuyen su velocidad debido al calor, de la misma forma que es más difícil correr rápido cuando hace mucho calor», explica Deuss.
Sin embargo, junto con su colega Sujania Talavera-Soza, Deuss incorporó un nuevo enfoque para estudiar estas regiones. Analizaron no solo la velocidad de las ondas sísmicas, sino también su «amortiguación», es decir, la cantidad de energía que las ondas pierden al atravesar el manto terrestre.
Descubrimientos inesperados
«Para nuestra sorpresa, encontramos que las LLSVP presentan poca amortiguación, lo que significa que las ondas sísmicas suenan más fuertes en estas regiones. En cambio, en el cementerio de placas frías, detectamos una alta amortiguación, lo que provoca que las ondas suenen más suaves», explica Talavera-Soza. Esto contrasta con lo observado en el manto superior, donde el calor sí amortigua las ondas, como sucede cuando una persona se cansa más al correr en condiciones de calor que en frío.
Laura Cobden, experta en los minerales del interior terrestre, propuso estudiar el tamaño de los granos en las LLSVP. Según Ulrich Faul, investigador estadounidense, la temperatura por sí sola no explica la baja amortiguación en estas regiones.
Deuss señala: «El tamaño de grano es crucial. Las placas tectónicas que terminan en el cementerio de placas tienen granos pequeños, debido a su recristalización durante el descenso. Un tamaño de grano pequeño implica más límites entre granos, lo que aumenta la amortiguación porque las ondas pierden energía al atravesar esos límites. En cambio, las LLSVP deben estar formadas por granos mucho más grandes, lo que explica la baja amortiguación».
Estos grandes granos minerales no se forman rápidamente, lo que sugiere que las LLSVP son mucho más antiguas que el cementerio de placas que las rodea. Además, su rigidez y composición impiden que participen en la convección del manto, el proceso de flujo que mueve el material en el interior terrestre.
Este hallazgo contradice las enseñanzas tradicionales de geografía que describen al manto como una capa homogénea y bien mezclada. Según Talavera-Soza, «las LLSVP deben ser capaces de sobrevivir a la convección del manto de alguna forma, lo que demuestra que el manto no está completamente mezclado». Este descubrimiento no solo replantea la comprensión del manto terrestre, sino también su papel en la dinámica de nuestro planeta y su evolución a lo largo de millones de años.