Ciencia & Tecnología

Published on octubre 1st, 2018 | by AFP

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Extrañas «manchas» bajo la superficie terrestre desconciertan a los científicos

Investigadores del Instituto de Tecnología de California acaban de aportar, en un artículo aparecido en Geophysical Research: Solid Earth, una posible solución para explicar las misteriosas «manchas» o «burbujas» que salpican las zonas más profundas del manto terrestre y que, evidentemente, no están hechas de los mismos materiales que el resto. Según los investigadores, podría tratarse de minerales que se hundieron a partir de un antiguo océano de magma, formado inmediatamente después de la enorme colisión planetaria, hace 4.500 millones de años, que dio origen a la Luna.

Las burbujas, llamadas «zonas de velocidad ultralenta» (ULVZs por sus siglas en inglés) se encuentran en las regiones más profundas del manto, cerca del núcleo de la Tierra. Y han podido ser descubiertas solo porque las ondas sísmicas que las atraviesan cuando se produce un terremoto se ralentizan drásticamente, lo cual indica que esas «piezas» son muy diferentes a todo lo que las rodea. Aunque nadie sabe por qué.

Ahora, el nuevo trabajo sugiere que las «manchas» podrían estar hechas de un mineral muy rico en óxido de hierro, la ferropericlasa, también llamada magnesiowüsita. Si así fuera, su existencia nos llevaría hasta el antiguo océano de magma que pudo haber existido hace 4.500 millones de años, cuando un enorme objeto del tamaño de Marte chocó contra la Tierra, desprendió de ella el material que después se convirtió en la luna y, muy probablemente, derritió grandes porciones del planeta.

El indicativo de que hubo un océano de magma
«Si podemos confirmar que estos parches, o manchas, contienen una cantidad suficiente de magnesiowüsita -explica Jennifer Jackson, autora principal del estudio- sería un indicativo de que hubo un océano de magma que cristalizó de esta forma y en el que el óxido rico en hierro se precipitó hacia el fondo, hundiéndose después hasta la base del manto».

El manto terrestre tiene un grosor de casi 3.000 kilómetros, y el tamaño de las «burbujas» oscila entre 1 y 100 kilómetros. Según explica Jackson a Live Science, las manchas tienen la capacidad de reducir la velocidad de las ondas sísmicas que las atraviesan entre el 30 y el 50 por ciento.

Evidentemente, resulta imposible estudiar de forma directa esas extrañas estructuras, por lo que Jackson y sus colegas tuvieron que imitar, en la superficie terrestre, las enormes presiones que se dan en lo más profundo del planeta. Para averiguar si la magnesiowüstita posee la clase de propiedades observadas en las «zonas de velocidad ultrabaja», los investigadores tomaron una pequeña muestra del mineral, lo colocaron en una cámara de presión y lo aplastaron entre dos yunques de diamante. Todo el dispositivo es lo suficientemente pequeño como para caber en la palma de una mano. «Se podría decir que a veces llevo en el bolsillo la misma presión que hay en la frontera entre el manto y el núcleo», bromea la investigadora.

La importancia de la magnesiowüstita
Los científicos bombardearon la muestra con rayos X desde diferentes ángulos, y midieron después la energía de esos rayos tras haber atravesado el mineral, tratando de averiguar si su interacción con la estructura cristalina los había alterado de alguna forma. La respuesta fue un rotundo sí.

De hecho, Jackson observó que las altas presiones son capaces de cambiarlo todo. A presión atmosférica, explica la investigadora, las ondas que salen de una muestra de magnesiowüstita son siempre las mismas, sin importar en qué dirección viajen a través del cristal.

Pero a presiones muy superiores, como las que se dan en el límite entre el manto y el núcleo terrestre, la dirección en que viajan las ondas adquiere gran importancia. De hecho, puede haber una diferencia de hasta un 60 por ciento en la velocidad de una onda que pase a través del cristal dependiendo de cómo lo atraviese. Por ejemplo, una onda transversal se mueve a través del mineral a una velocidad de cerca de 3 km/s si viaja en una dirección, pero aumenta hasta los 5 km/s si lo hace en otra diferente.

A presión atmosférica, además, la dirección más rápida de viaje es la que bordea la estructura cristalina, que resulta ser la más lenta si se aplican las presiones del manto profundo, donde las velocidades más altas se registraron en las ondas que pasaban a través de la muestra. Estas diferencias se denominan anisotropías.

En el manto terrestre se han identificado ya esas mismas anisotropías, pero nadie las ha buscado aún en las «zonas de velocidad ultrabaja», aunque según los investigadores existen buenas razones para pensar que también podrían tenerlas. Según este escenario, la eventual magnesiowüsita del manto podría estar siendo empujada, aplastada y llevada a una configuración anisotrópica por fragmentos de una antigua corteza oceánica que se hundieron en el manto tras el titánico impacto.

El siguiente paso en la investigación
Ahora, Jackson espera poder trabajar con sismólogos para comprobar si las ondas sísmicas que atraviesan las misteriosas burbujas emergen de ellas a velocidades diferentes según sea la dirección de viaje. Si lo hacen, reforzará aún más la hipótesis de la magnesiowüstita.

«La presencia de este mineral -afirma la investigadora- podría darnos una idea del océano de magma de la Tierra y su evolución».


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