Un nuevo estudio de un científico de la Universidad de Chicago sugiere que puede haber una capa de roca sorprendentemente fluida que rodea la Tierra, en la parte inferior del manto superior.
El hallazgo se realizó midiendo el movimiento persistente registrado por sensores GPS en islas tras un profundo terremoto en el Océano Pacífico cerca de Fiji. Publicado el 22 de febrero en Naturalezael estudio demuestra un nuevo método para medir la fluidez del manto terrestre.
«Aunque el manto constituye la mayor parte de la Tierra, todavía hay mucho que no sabemos al respecto», dijo Sunyoung Park, geofísico de la Universidad de Chicago y autor principal del estudio. «Creemos que podemos aprender mucho más al usar estos terremotos profundos como una forma de investigar estas preguntas».
misterios del manto
Todavía sabemos sorprendentemente poco sobre la Tierra bajo nuestros pies. Lo más lejos que alguien ha logrado excavar es unas siete millas y media antes de que el calor creciente literalmente derrita el taladro. Por lo tanto, los científicos han tenido que usar pistas como cómo se mueven las ondas sísmicas para inferir las diferentes capas que componen el planeta, incluida la corteza, el manto y el núcleo.
Una cosa que ha bloqueado a los científicos es una medición precisa de cuán viscosa es la capa del manto. El manto es la capa debajo de la corteza. Está hecho de roca, pero a la temperatura intensa y las presiones a esa profundidad, la roca en realidad se vuelve viscosa, fluyendo muy lentamente como la miel o el alquitrán.
«Queremos saber exactamente qué tan rápido fluye el manto, porque eso influye en la evolución de toda la Tierra: afecta la cantidad de calor que retiene el planeta durante cuánto tiempo y cómo se reciclan los materiales de la Tierra con el tiempo», explicó Park. «Pero nuestra comprensión actual es muy limitada e incluye muchas suposiciones».
Park pensó que podría haber una forma única de obtener una medida de las propiedades del manto mediante el estudio de las secuelas de terremotos muy profundos.
La mayoría de los terremotos que escuchamos en las noticias son relativamente superficiales y se originan en la corteza superior de la Tierra. Pero ocasionalmente, hay terremotos que se originan en las profundidades de la Tierra, hasta 450 millas debajo de la superficie. Estos terremotos no están tan bien estudiados como los de menor profundidad, porque no son tan destructivos para los asentamientos humanos. Pero debido a que alcanzan el manto, Park pensó que podrían ofrecer una forma de comprender el comportamiento del manto.
Park y sus colegas observaron uno de esos terremotos en particular, que ocurrió frente a la costa de Fiji en 2018. El terremoto fue de magnitud 8.2, pero fue tan profundo (350 millas) que no causó daños importantes ni muertes.
Sin embargo, cuando los científicos analizaron cuidadosamente los datos de los sensores GPS en varias islas cercanas, encontraron que la Tierra siguió moviéndose después de que terminó el terremoto.
Los datos revelaron que en los meses posteriores al terremoto, la Tierra todavía se estaba moviendo, estableciéndose a raíz de la perturbación. Incluso años después, Tonga sigue descendiendo lentamente a un ritmo de aproximadamente 1 centímetro por año.
«Puedes pensar en él como un frasco de miel que lentamente vuelve a nivelarse después de sumergir una cuchara en él, excepto que esto toma años en lugar de minutos», dijo Park.
Esta es la primera observación sólida de la deformación que sigue a los terremotos profundos; el fenómeno se había observado antes en terremotos superficiales, pero los expertos pensaron que el efecto sería demasiado pequeño para ser observable en terremotos profundos.
Park y sus colegas usaron esta observación para inferir la viscosidad del manto.
Al examinar cómo se deformó la Tierra con el tiempo, encontraron evidencia de una capa de aproximadamente 50 millas de espesor que es menos viscosa (es decir, más «líquida») que el resto del manto, ubicada en la parte inferior de la capa superior del manto. Piensan que esta capa puede extenderse por todo el globo.
Esta capa de baja viscosidad podría explicar algunas otras observaciones de los sismólogos que sugirieron que hay losas de roca «estancadas» que no se mueven mucho, ubicadas a la misma profundidad en la parte inferior del manto superior. «Ha sido difícil reproducir esas características con modelos, pero la capa débil encontrada en este estudio hace que sea más fácil hacerlo», dijo Park.
También tiene implicaciones sobre cómo la Tierra transporta calor, cicla y mezcla materiales entre la corteza, el núcleo y el manto a lo largo del tiempo.
«Estamos muy emocionados», dijo Park. «Hay mucho más que descubrir con esta técnica».
Los otros coautores del artículo fueron Jean-Philippe Avouac y Zhongwen Zhan del Instituto de Tecnología de California y Adriano Gualandi del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Italia.