Los restos químicos de los primeros días de nuestro planeta aún podrían estar presentes cerca del núcleo de la Tierra, según una nueva investigación. El descubrimiento podría mejorar nuestra comprensión de los fenómenos de tectónica de placas que ocurren hoy.

El equipo detrás del estudio compara estas sobras con grumos de harina en el fondo de un tazón de masa —elementos que no se han mezclado adecuadamente en el transcurso de miles de millones de años, que se muestran como anomalías en las lecturas de ondas sísmicas—.

Sabemos que las ondas sísmicas se ralentizan a un ritmo lento cerca del núcleo de la Tierra, atravesando lo que se conoce como zonas de velocidad ultrabaja (ULVZ). La gran pregunta es de qué están hechas estas zonas, y los científicos ahora piensan que podrían haber encontrado la respuesta.

«Este hallazgo cambia nuestra opinión sobre el origen y la dinámica de las zonas de velocidad ultrabaja», dijo el sismólogo Surya Pachhai de la Universidad Nacional de Australia. «Descubrimos que este tipo de zona puede explicarse por las heterogeneidades químicas creadas al comienzo de la historia de la Tierra y que todavía no están bien mezcladas después de 4.500 millones de años de convección del manto».

La forma en que las ondas sísmicas hacen eco a través del manto y la corteza de la Tierra nos da pistas sobre su composición, pero medir alrededor de 2.900 kilómetros de roca no es fácil. Para abordar eso, los científicos utilizaron un enfoque de ingeniería inversa, ejecutando cientos de miles de simulaciones por computadora, a través de un proceso conocido como inversión bayesiana.

Ilustración del tipo de datos y la región de estudio. Crédito: Surya Pachhai et al.

Al comparar estos modelos con las lecturas reales tomadas debajo del Mar de Coral entre Australia y Nueva Zelanda, el equipo pudo reducir las posibilidades de lo que podrían estar hechas las ULVZ justo por encima del núcleo exterior de metal líquido.

Los investigadores sugieren que las ULVZ podrían estar hechas en parte de óxido de hierro —lo que conocemos como óxido, pero actuando como un metal en las profundidades del manto—. Ahora también parece probable que esta sección de nuestro planeta esté formada por varias subcapas, algo que no se había sospechado antes para estas zonas.

Esta formación de capas bien podría haber sido causada por un objeto planetario del tamaño de Marte que se estrelló contra la Tierra primitiva. Se cree que el evento arrojó escombros que formaron la Luna, y también es probable que haya creado un océano de magma, formado por rocas, gases y cristales, que podría haberse hundido a su posición actual durante miles de millones de años.

«Las propiedades físicas de las zonas de velocidad ultrabaja están vinculadas a su origen, que a su vez proporciona información importante sobre el estado térmico y químico, la evolución y la dinámica del manto más bajo de la Tierra, una parte esencial de la convección del manto que impulsa la tectónica de placas», explicó Pachhai.

Representación esquemática de la ULVZ, su evolución y los procesos dinámicos en el manto. Crédito: Surya Pachhai et al.

Se sabe que las ondas sísmicas disminuyen hasta la mitad en las ULVZ, y la densidad correspondiente aumenta en un tercio. Se ha sugerido que estas son áreas del manto parcialmente derretidas, que proporcionan magma para los puntos calientes volcánicos en la superficie (como Islandia).

Sin embargo, no todas las zonas de alta densidad coinciden con lugares de frecuente actividad volcánica, lo que sugiere que algo más está sucediendo. Eso inspiró al equipo de investigación a mirar más de cerca, revelando las sorprendentes capas que componen estos ULVZ, con la ayuda del modelado por computadora.

El manto y las ULVZ en la parte inferior pueden impulsar el movimiento de las placas tectónicas cerca de la superficie, lo que significa que la nueva investigación no solo nos enseña más sobre el nacimiento de la Tierra, sino también sobre cómo se está comportando hoy.

«De todas las características que conocemos en el manto profundo, las zonas de velocidad ultrabaja representan las que probablemente son las más extremas», añadió el geólogo Michael Thorne de la Universidad de Utah. «De hecho, estas son algunas de las características más extremas que se encuentran en cualquier lugar del planeta».

La investigación ha sido publicada en Nature Geoscience.

Fuente: Universidad de Utah. Edición: MP.