Bajo el Pacífico occidental, a casi mil kilómetros de profundidad, un enorme bloque de roca está haciendo dudar a los geofísicos de algo que parecía casi seguro desde hace décadas. Un nuevo modelo sísmico de alta resolución ha descubierto grandes anomalías en el manto inferior que no encajan con la idea clásica de que todas estas señales son restos de placas que se hundieron bajo los continentes y océanos en los últimos doscientos millones de años.
¿Y qué tiene que ver esto con la vida en la superficie? Mucho más de lo que parece. El “motor interno” de la Tierra gobierna la tectónica de placas que mueve los continentes, alimenta volcanes y a largo plazo influye en el clima del planeta a través del ciclo profundo del carbono. Si cambia la forma en que entendemos ese motor, cambian también las historias que contamos sobre nuestro propio planeta.
Para asomarse a este interior inaccesible, el equipo de ETH Zúrich y el Caltech ha usado las ondas de los terremotos como si fueran un escáner médico. Hasta ahora se trabajaba sobre todo con el tiempo que tardaban en llegar unas pocas ondas directas a las estaciones sísmicas, lo que dejaba muchas “zonas ciegas” bajo grandes océanos y el interior de los continentes. La nueva técnica, llamada full waveform inversion, exprime el registro completo de los seismogramas y permite reconstruir un modelo global del manto con mucho más detalle, conocido como REVEAL.
El resultado es un mapa del manto inferior lleno de contrastes donde las ondas sísmicas viajan algo más rápido o algo más lento que la media. Dicho en sencillo, son zonas donde la roca es más fría, más caliente o tiene otra composición. El modelo revela grandes anomalías bajo océanos como el Pacífico, el Atlántico y el Índico, y también bajo el interior de algunos continentes, en lugares donde no existe registro geológico de subducción reciente. La más llamativa aparece bajo el Pacífico occidental entre unos novecientos y mil doscientos kilómetros de profundidad.
Hasta ahora, muchas de estas anomalías “rápidas” se interpretaban casi por defecto como placas frías que se habían hundido y quedado fosilizadas en el manto. Esa idea se usó incluso para reconstruir posiciones antiguas de las placas y estimar cómo se hunden con el tiempo. En este trabajo, los autores comparan de forma estadística su modelo con varias reconstrucciones globales de subducción y concluyen que la correspondencia no es ni tan clara ni tan directa como se pensaba. En buena parte del manto inferior no aparece una relación significativa entre las anomalías positivas y las antiguas zonas de subducción.
Uno de los investigadores lo compara con la situación de un médico que lleva años mirando el sistema circulatorio de un paciente y sabe dónde deberían estar las arterias. Cuando le das una máquina mucho más precisa, de pronto ve una “arteria” en un sitio donde no debería existir. Esa sorpresa describe bastante bien lo que ha pasado bajo el Pacífico con el nuevo modelo, según explica el grupo de ETH Zúrich.
¿Por qué importa esto fuera de los laboratorios? Porque esas imágenes del interior se han usado para alimentar modelos que intentan reconstruir cómo ha cambiado la superficie terrestre, cómo se ha deformado el fondo de los océanos y hasta cómo han variado los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera a lo largo de cientos de millones de años. Si las anomalías del manto no son siempre “huellas” de placas hundidas, los propios autores advierten de que hay que manejar con más cuidado esas reconstrucciones y las tasas de hundimiento de las placas que se derivan de ellas.
Entonces, si no todo son restos de placas, ¿qué es lo que hay ahí abajo? El estudio propone varias posibilidades que probablemente se combinan entre sí. Podrían ser dominios muy antiguos del manto, ricos en sílice, que han sobrevivido desde los primeros tiempos de la Tierra, o zonas donde las corrientes del manto han ido acumulando rocas con más hierro durante miles de millones de años. Otros trabajos apuntan a fragmentos de litosfera que se despegan de la base de los continentes y se hunden, o a “vetas” de corteza oceánica reciclada que forman una especie de marmolado interno.
El primer autor, Thomas Schouten, resume el problema de forma clara cuando explica que las ondas solo nos dan su velocidad y que ahora toca “bucear” en los parámetros del material que podrían estar detrás de esas velocidades. Es decir, no basta con ver si las ondas van más deprisa o más despacio, hay que traducir esa señal en temperatura, composición y cambios de fase de los minerales del manto. Para eso hará falta combinar mejores modelos sísmicos con experimentos de laboratorio y simulaciones numéricas más finas.
Para la ciudadanía, todo esto puede sonar muy lejano, pero en el fondo habla de algo muy cotidiano. De por qué hay zonas del planeta con más volcanes y terremotos, de por qué algunos fondos oceánicos se elevan o se hunden lentamente y de cómo la Tierra recicla elementos como el carbono que acaban afectando al clima a muy largo plazo. Entender mejor esos “mundos hundidos” ayuda a afinar los modelos que usamos para anticipar cómo responderá el planeta a los cambios que estamos provocando en la superficie.
Nuestro planeta sigue guardando secretos y algunos están a miles de kilómetros bajo nuestros pies. El estudio científico se ha publicado en la revista Scientific Reports.
