Científicos hallan una rígida capa en el manto inferior de la Tierra

Mediante la trituración de minerales entre diamantes, expertos de la Universidad de Utah, en Estados Unidos, sugieren la existencia de una capa desconocida en el interior de la Tierra: una parte del manto inferior donde la roca se vuelve tres veces más rígida.

El descubrimiento podría explicar el misterio de por qué los bloques de las placas tectónicas de la Tierra que se hunden a veces se estancan y se espesan a una profundidad de 930 millas (casi 1.500 kilómetros).

Los resultados, publicados este lunes en la revista 'Nature Geoscience', también pueden aclarar la existencia de algunos sismos profundos, insinuar que el interior de la Tierra es más caliente de lo que se cree y sugerir por qué la roca parcialmente fundida o el magma de los volcanes submarinos como los de Islandia difiere químicamente de los magmas que suministran los volcanes de islas como Hawai.

"La Tierra tiene muchas capas, como una cebolla", pone como ejemplo Lowell Miyagi, profesor asistente de Geología y Geofísica de la Universidad de Utah, Estados Unidos. "La mayoría de las capas están definidas por los minerales que están presentes. Esencialmente, hemos descubierto una nueva capa en la Tierra. Esta capa no se define por los minerales presentes, sino por la fuerza de estos minerales", detalla.

Las capas principales de la Tierra están en la fina corteza de entre 4 y 50 kilómetros de profundidad (más delgada bajo los océanos y más gruesa bajo los continentes), un manto que se extiende a 1.800 millas (unos 2.900 kilómetros) de profundidad y en el núcleo de hierro, pero hay subdivisiones.

La corteza y la parte superior del manto forma placas tectónicas o litosféricas de entre 60 y 90 millas (entre 96 y 144 kilómetros) de espesor que son como la parte superior de las cintas transportadoras que llevan los continentes y los fondos marinos.

Las placas oceánicas chocan frontalmente con las placas continentales de la costa de Chile, Perú, México, el noroeste del Pacífico, Alaska, Kamchatka, Japón e Indonesia. En esos lugares, el borde delantero de la placa oceánica se dobla de forma que una losa se sumerge bajo el continente (subducción), provocando terremotos y vulcanismo a medida que las losas descienden en el manto, que es como la parte inferior de la cinta transportadora. El proceso de subducción es lento, con un descenso medio de una losa de aproximadamente 300 millones de años, estima Miyagi.

Miyagi y su compañero el físico mineral Hauke Marquardt, de la Universidad alemana de Bayreuth, identificaron la posible presencia de una capa superviscosa en el manto inferior, estrujando el mineral ferro-periclasa entre presas de yunques de diamante de alta calidad de gema.

Estos mecanismos aprietan a presiones similares a las del manto inferior de la Tierra. Bridgmanita y ferro-periclasa son los minerales dominantes en el manto inferior.Los investigadores encontraron que la fuerza de ferro-periclasa comienza a aumentar a presiones equivalentes a las de 410 millas (659 kilómetros) de profundidad -el límite superior del manto inferio-- y la fuerza aumenta tres veces con el tiempo en el que alcanza el máximo de una presión igual a una profundidad de 930 millas (1.496 kilómetros).

Cuando estos expertos simularon cómo ferro-periclasa se comporta mezclada con bridgmanita a gran profundidad en la parte superior del manto inferior, calcularon que la viscosidad o la rigidez de la roca del manto a una profundidad de 930 millas es unas 300 veces mayor que a 410 millas en la frontera entre el manto superior e inferior.

En la escala de pascal-segundo, la viscosidad del agua es de 0,001, la mantequilla de cacahuete es 200 y la capa del manto rígido es de mil millones de mil millones, según Miyagi."El resultado fue emocionante -señala Miyagi-. Este aumento de la viscosidad es probable que haga que las losas de subducción se atasquen, al menos temporalmente, a unas 930 millas bajo tierra.

De hecho, las imágenes sísmicas anteriores muestran que muchas losas parecen 'grupos' alrededor de las 930 millas, incluso debajo de la costa de Indonesia y de América del Sur. Esta observación ha desconcertado a los sismólogos desde hace bastante tiempo, pero en el último año, hay nuevo consenso de los sismólogos de que la mayoría de las losas se agrupan".

MARCA LAS DIFERENCIAS EN LOS MAGMAS VOLCANICOS

Los movimientos de las placas en la superficie causan terremotos y erupciones volcánicas. Según explica Miyagi, la razón de que las placas se muevan en la superficie es que las losas son pesadas y tiran de las placas a medida que se hunden en el interior de la Tierra, por lo que cualquier cosa que afecte a la forma en que la que se sumerge una losa afectará a los terremotos y la actividad volcánica.

Este experto dice que el atasco y el colapso en el hundimiento de las losas por una capa dura en el manto puede explicar algunos sismos profundos más arriba en el manto; puesto que la mayoría de los terremotos son mucho más superficiales y en la corteza. "Cualquier cosa que pueda causar resistencia a una losa podría potencialmente puede hacer que se colapse o que se rompa más arriba, provocando un terremoto profundo", señala.

Miyagi dice que la parte superior rígida del manto inferior también puede explicar los diferentes magmas vistos en dos tipos distintos de volcanes del fondo marino. La corteza reciclada y el manto de viejas losas finalmente emerge como nuevo fondo marino durante las erupciones de los respiraderos volcánicos en las cordilleras oceánicas, el extremo ascendente de la llamada cinta transportadora.

El magma en este nuevo material de la placa tiene la firma química de magma más reciente superficial bien mezclado que ha sido subducido y expulsado de la cinta transportadora en varias ocasiones. Pero en los volcanes de islas como Hawai, formados por un profundo punto de conflicto de roca parcialmente fundida, el magma es más antiguo, de fuentes más profundas y menos bien mezclada.

Miyagi dice la capa viscosa en el manto inferior puede ser lo que separa a las fuentes de los dos magmas diferentes que suministran los dos diferentes tipos de volcanes.

Otra implicación de la capa rígida es que "si se disminuye la capacidad de mezcla de la roca en el manto, también es más difícil que el calor salga de la Tierra, lo que podría significar que el interior de la Tierra es más caliente de lo que pensamos", afirma Miyagi.

Este experto dice que los científicos creen que la temperatura media y la presión a 410 millas de profundidad en el límite superior del manto inferior es de 2.800? Fahrenheit (1.537? C) y 235.000 veces la presión atmosférica en la superficie de la Tierra. Miyagi calcula que en el área más dura de la capa viscosa, a 930 millas de profundidad, la temperatura promedio de 3.900? Fahrenheit (2.148? C) y la presión es 640.000 veces la presión de aire en la superficie de la Tierra.