La comprensión de las entrañas de nuestro planeta siempre ha sido un desafío fascinante para los científicos. Ahora, un equipo de investigadores ha empleado un modelo innovador de alta resolución para estudiar la estructura del manto terrestre, descubriendo zonas inesperadas que podrían cambiar nuestra percepción sobre los procesos internos de la Tierra. Este avance nos acerca un poco más a desentrañar los secretos que yacen a miles de kilómetros bajo nuestros pies.

El manto terrestre, ubicado entre el núcleo y la corteza, ha sido tradicionalmente inaccesible para la exploración directa. No existen tecnologías capaces de perforar a tales profundidades, ni métodos que permitan obtener muestras de roca de esta capa interna. Por ello, los geofísicos dependen de métodos indirectos como el análisis de ondas sísmicas generadas por terremotos. Este procedimiento, similar al uso de ultrasonidos en medicina, permite estudiar cómo las ondas se propagan a través de la Tierra y revelar detalles sobre su densidad y composición.

Cuando un terremoto ocurre, las ondas sísmicas viajan en todas direcciones desde el epicentro. Durante su trayecto, estas ondas se refractan, se difractan o se reflejan, dependiendo del material que atraviesan. Los datos recopilados por estaciones sismográficas permiten a los científicos construir un mapa de la estructura interna del planeta. Hasta ahora, esta técnica ha sido fundamental para identificar placas tectónicas sumergidas en las llamadas zonas de subducción, donde una placa se hunde bajo otra en el manto terrestre.

placas tectónicas pacífico
Distribución global de las estaciones sísmicas, ubicaciones de los receptores y anomalías de la velocidad de las ondas sísmicas utilizadas para construir el modelo FWI REVEAL. Crédito: T.L.A. Schouten et al.

El estudio reciente, liderado por investigadores del Instituto Tecnológico de California y ETH Zúrich, ha revelado un descubrimiento inesperado: zonas en el manto terrestre bajo el Pacífico occidental que presentan características similares a restos de placas tectónicas sumergidas. Estas áreas, sin embargo, están situadas lejos de los límites de placas donde típicamente ocurren procesos de subducción, y no existe evidencia geológica de subducción en esos puntos. Este hallazgo, publicado en la revista Scientific Reports, desafía las teorías actuales sobre tectónica de placas y plantea nuevas preguntas sobre la dinámica interna de la Tierra.

Lo que distingue este avance de estudios anteriores es el uso de una técnica conocida como inversión de forma de onda completa. Este método analiza todos los tipos de ondas sísmicas para crear un modelo más detallado del manto terrestre. Aunque extremadamente preciso, este enfoque es también altamente demandante en términos computacionales, lo que obligó a los investigadores a usar el supercomputador Piz Daint en Lugano.

Una de las anomalías más intrigantes se encuentra justo debajo del Pacífico occidental. Según Thomas Schouten, autor principal del estudio, estas zonas podrían estar formadas por material que no se alinea con las expectativas actuales sobre el ciclo tectónico. Podría tratarse de materiales ricos en hierro acumulados por movimientos del manto a lo largo de miles de millones de años o incluso fragmentos de material antiguo que han permanecido intactos desde la formación del manto hace 4.000 millones de años.

Este descubrimiento sugiere que las anomalías en el manto son más comunes de lo que se pensaba, lo que abre nuevas posibilidades para entender la dinámica interna de nuestro planeta. Sin embargo, también subraya la necesidad de modelos aún más avanzados para interpretar las propiedades del material detrás de las velocidades de las ondas sísmicas. Según Schouten, el reto ahora es descomponer estas señales y relacionarlas con parámetros materiales específicos, como la composición química o la elasticidad.

Lo que yace bajo el Pacífico occidental puede ser mucho más que un enigma geológico: podría ser la clave para descifrar los secretos más profundos de nuestro planeta.

FUENTES

ETH Zürich

Schouten, T.L.A., Gebraad, L., Noe, S. et al. Full-waveform inversion reveals diverse origins of lower mantle positive wave speed anomalies. Sci Rep 14, 26708 (2024). doi.org/10.1038/s41598-024-77399-2

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