Uno de los misterios más extraños sobre nuestra Tierra es la presencia de dos burbujas gigantes y densas inexplicablemente agrupadas sobre el núcleo del planeta.
Ahora, los nuevos modelos podrían revelar de dónde vienen, y no se trata de ninguna de las historias de origen esperadas. Más bien, es posible que parte del material haya rezumado de un núcleo con fugas cuando la Tierra se formó recientemente hace eones, y se haya mezclado con el manto para crear las llamadas grandes provincias de baja velocidad de corte (LLSVP) que vemos hoy.
“Estas no son rarezas aleatorias”, dice el geodinámico Yoshinori Miyazaki de la Universidad de Rutgers. “Son huellas dactilares de la historia más temprana de la Tierra. Si podemos entender por qué existen, podremos entender cómo se formó nuestro planeta y por qué se volvió habitable”.
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Los dos LLSVP fueron descubiertos en la década de 1980 en datos sísmicos recopilados de terremotos. Estos datos mostraron la presencia de dos grandes regiones en el manto más bajo de la Tierra, una debajo de África y la otra bajo el Océano Pacífico. Se extienden hacia arriba desde el límite entre el núcleo y el manto, que se encuentra a unos 2.900 kilómetros (casi 1.800 millas) debajo de la superficie de la Tierra.
A través de estas zonas, las ondas sísmicas viajan con marcada lentitud, lo que implica una composición diferente a la del material circundante.
Los científicos han propuesto anteriormente diversas explicaciones, incluidos restos de antiguas losas tectónicas, un océano de magma que se está enfriando o trozos de un objeto gigante llamado Theia que una vez chocó con la Tierra para formar la Luna.
Estas manchas no son sólo una curiosidad. La mancha africana, en particular, ha sido implicada en un debilitamiento del campo magnético de la Tierra sobre el Océano Atlántico. Algunos científicos creen que las manchas desempeñaron un papel en la formación de las placas tectónicas de la Tierra.
Lo que son y cómo llegaron allí puede estar relacionado con la forma en que nuestro planeta evolucionó y cómo se comporta ahora, con diferentes posibilidades que significan cosas diferentes para esa evolución y comportamiento.
Un estudio reciente encontró que las burbujas son muy antiguas y estables, lo que es consistente con la teoría del océano de magma.
Según esta teoría, la Tierra era una bola blanda y fundida cubierta por un océano de magma justo después de formarse. A medida que este océano se enfrió, se diferenció, y los materiales más pesados se separaron y se hundieron.
Esto está respaldado por la presencia de otro tipo de estructura: parches delgados en el límite entre el núcleo y el manto conocidos como zonas de velocidad ultrabaja (ULVZ), que se correlacionan con los bordes de los LLSVP donde las ondas sísmicas viajan hasta un orden de magnitud más lentamente que a través de grandes provincias de baja velocidad de corte.
frameborder=”0″ enable=”accelerómetro; reproducción automática; escritura en portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web” referrerpolicy=”origen-estricto-cuando-origen-cruzado” enablefullscreen>Para que la teoría del océano de magma sea correcta, la Tierra necesitaría tener capas bonitas, ordenadas y fuertemente definidas como una torta, con una capa por encima del límite entre el núcleo y el manto compuesta por una cantidad decente de ferropericlasa. Sin embargo, los datos sísmicos indican un contenido de ferropericlasa mucho menor, mientras que la presencia misma y la configuración desordenada de los LLSVP y ULVZ contradicen este modelo.
“Esa contradicción fue el punto de partida”, explica Miyazaki. “Si partimos del océano de magma y hacemos los cálculos, no obtendremos lo que vemos hoy en el manto de la Tierra. Faltaba algo”.
Entonces los investigadores realizaron modelos para determinar qué faltaba. Mezclaron los ingredientes básicos de la Tierra y simularon cómo se enfriaban, con y sin material que se escapaba del núcleo del planeta. Eso reveló el ingrediente secreto.
No todos los elementos se enfrían y cristalizan al mismo ritmo. A medida que el núcleo se enfría y se contrae bajo presión, según los modelos, cristalizan componentes más ligeros como el óxido de magnesio y el dióxido de silicio. más fácilmente que el hierro en la mezcla. Estos flotan hacia arriba y son empujados a través del límite entre el núcleo y el manto hacia el océano de magma, donde se disuelven.
A partir de ahí, este material agregado cambia la química del magma de una manera que favorece la formación de bridgmanita y seifertita ricas en silicatos, que luego dominan la capa inferior mientras los niveles de ferropericlasa permanecen bajos.
Incluso en las profundidades del planeta, donde las temperaturas y presiones alcanzan extremos, estas estructuras pueden persistir durante los 4.500 millones de años de vida de la Tierra, gradualmente arrastradas por la convección hasta formar las estructuras de pilotes que los científicos discernen en los datos sísmicos actuales.
Esto es algo sorprendente y vuelve a poner sobre la mesa el océano de magma como una explicación plausible para estos trozos grandes y densos enterrados profundamente bajo la superficie de la Tierra.
Y si los LLSVP y ULVZ desempeñaron un papel en la formación de placas tectónicas que son tan vitales para la habitabilidad de la Tierra, podría decirnos algo más sobre cómo otros planetas evolucionaron de manera diferente.
“Incluso con muy pocas pistas, estamos empezando a construir una historia que tiene sentido”, afirma Miyazaki. “Este estudio nos da un poco más de certeza sobre cómo evolucionó la Tierra y por qué es tan especial”.
La investigación ha sido publicada en Nature Geoscience.