En las profundidades de la Tierra, hay «montañas» más altas que el Everest

Ahora mismo, podrías estar en la cima de una montaña sin saberlo.

Aunque parezca una fantasía de la novela de Julio Verne Viaje al centro de la Tierra, las montañas subterráneas son reales, pese a que son diferentes a los paisajes imaginados por cualquier novelista. Esta extraña cordillera forma parte de la estructura estratificada del planeta, que ondula a lo largo de una frontera geológica a unos 660 kilómetros de profundidad. Contiene picos gigantescos, algunos quizá más altos que el imponente Everest.

Ahora, los científicos han podido estudiar estas montañas subterráneas empleando las ondas sísmicas de varios grandes terremotos. Su análisis, publicado recientemente en Science, sugiere que los picos no solo son altos, sino también muy accidentados, un hallazgo que podría aportar pruebas de por qué la Tierra es una rareza química en nuestro sistema solar.

«Como hemos sido capaces de observar mucho hasta ahora, la gente cree que hemos realizado la mayor parte de los descubrimientos de primer orden y que todo lo demás consiste en añadir detalles a esos hallazgos fundamentales», afirma Christine Houser, sismóloga global del Earth-Life Science Institute del Instituto Tecnológico de Tokio.

Pero, como demuestra este estudio, «aún somos capaces de hacer descubrimientos fundamentales del interior de nuestro propio planeta».

Un yogur terrestre

El manto terrestre compone en torno al 84 por ciento del grueso de nuestro planeta y hace las veces de planta de reciclaje geológica. Su convección lenta impulsa la marcha constante de la tectónica de placas, que envía losas a sus profundidades. Por su parte, el magma ascendente irrumpe en la superficie trayendo consigo un suministro fresco de minerales.

«Casi todo lo relacionado con la evolución de la vida depende de este flujo de elementos desde la superficie», afirma Elizabeth Day, sismóloga del Imperial College London que no formó parte de esta investigación. «Necesitamos que las losas se hundan y que los volcanes entren en erupción, y todos estos tipos de fenómenos sustentan los ciclos que tenemos en la Tierra».

Pero aún se desconoce qué proporción de nuestro manto fluye y se mezcla. Es como yogur con mermelada de fruta en el fondo. ¿Cuánto ha extendido la convección esa dulce mermelada a lo largo del agrio producto lácteo?

Esta es una pregunta importante porque, frente a otros cuerpos rocosos de nuestro sistema solar, a la Tierra parecen faltarle algunos elementos. Por ejemplo, las condritas son meteoritos rocosos que, según se cree, podrían ser restos de la antigua formación planetaria. De ser así, deberían tener una composición similar a las rocas terrestres. Pero, en comparación con las condritas, el manto superior terrestre posee una cantidad relativamente baja de silicio frente a su cantidad de magnesio.

Ultrasonido planetario

Ahí es donde entra la mezcla en profundidad. Algunos de los elementos «que faltan», como el hierro, podrían haber quedado relegados al núcleo del planeta, pero no está claro dónde se oculta el resto. En parte, el problema yace en la complejidad de descubrir qué hay a kilómetros bajo nuestros pies.

Estudios anteriores que han empleado ondas sísmicas demostraron que estas señales sísmicas bailan en torno a la frontera a 660 kilómetros de profundidad de formas que sugieren que las rocas inferiores son densas que las superiores. Otras pistas proceden de la composición química de las rocas volcánicas, restos de manto fundido, y de los insólitos pedazos de magma que llegan a la superficie.

El panorama que ha surgido es mucho más diferente de las capas habituales amarillas y rojas que se observan en la mayoría de los diagramas de la Tierra. Es probable que gran parte del manto superior brille con el color verde del olivino, y sobre la frontera a 660 kilómetros podría haber granates de color rosa oscuro mezclados con minerales azules, y sobre todo ello, bridgmanita de color tierra.

Según explica el líder del estudio Wenbo Wu, que llevó a cabo la investigación como estudiante de doctorado en la Universidad de Princeton, la mayor parte de los científicos coinciden en que los cambios de densidad se deben a redistribuciones físicas de los elementos en estructuras cristalinas diferentes, algo que ocurre de manera similar al grafito que se convierte en diamante a alta presión y temperatura. Pero también podría haber diferencias químicas.

«Quizá lo que sabemos de la composición de la Tierra se vea obstaculizado por las pocas muestras que tenemos de cómo es el manto», explica Jackie Caplan-Auerbach, sismóloga de la Universidad de Washington.

Para observar las entrañas de la Tierra en su última investigación, Wu y sus colegas recurrieron a las reverberaciones de grandes terremotos. Wu, que actualmente es investigador posdoctoral en el Instituto Tecnológico de California, compara el proceso con la luz que se refleja en un espejo. Si ese espejo es plano, la luz se refleja de forma limpia. Pero si se añaden bultos y curvas a la superficie del espejo, los rayos reflejados se dispersan.

«Es una idea similar a la de nuestro estudio», afirma Wu. «La diferencia es que analizamos ondas sísmicas». En particular, el equipo aprovechó la fuerza de los terremotos que hicieron temblar la Tierra y generaron ondas por todo nuestro planeta una y otra vez para observar la dispersión desde sus estructuras internas. Para lograrlo, los investigadores buscaron terremotos que fueran, como mínimo, de magnitud 6 y que hubieran comenzado a bastante profundidad. A continuación, recopilaron las señales de varios terremotos con la esperanza de que surgieran patrones que revelasen detalles sobre el paisaje subterráneo.

Una caja fuerte de la Tierra primitiva

Estos grandes terremotos aportaron información sorprendente: algunas regiones de la frontera donde se encuentran las montañas profundas eran muy accidentadas, con enormes riscos que se elevaban desde las bases de los picos subterráneos. Aunque cuesta determinar las alturas exactas de estas regiones escarpadas, Wu sostiene que su presencia apunta a algún tipo de diferencia química en el manto.

Los autores sugieren que el terreno escarpado podría ser un cementerio de losas que descendieron desde la superficie en zonas de subducción, donde una placa tectónica es engullida por otra. Conforme una losa se hunde, los fragmentos se sueltan y siguen descendiendo. Pero, al parecer, algunos podrían quedarse atrapados a 660 kilómetros de profundidad y el amontonamiento de estas losas podría ser lo que crea esta parte accidentada y escarpada de la zona fronteriza.

A su vez, esto podría señalar las regiones donde el manto no se mezcla. Otras regiones fronterizas parecen ser más lisas y, por lo tanto, es posible que se mezclen con más facilidad, lo que sugiere que, en general, el manto cuenta con regiones de mezcla en profundidad y zonas que se mezclan más lentamente.

Es más, el estudio apunta a que los elementos que «le faltan» a la Tierra podrían encontrarse bajo estas zonas accidentadas. Según explica Houser, algunas zonas del manto inferior podrían haberse resistido a la mezcla desde los primeros años de la Tierra y mantenido algunos componentes químicos atrapados en las profundidades. Sin embargo, es difícil determinar exactamente durante cuánto tiempo han existido estos accidentes geológicos.

«Aunque es el panorama que vemos ahora, eso no implica que sea el mismo que el que existía hace muchos millones de años», afirma Wu.

Con todo, se trata de una prueba tentadora, como escribe Houser en News and Views en un artículo que acompaña al estudio. Aunque no cabe duda de que partes del manto todavía experimentan una agitación activa, «parece que el manto inferior es una caja fuerte que conserva una reliquia de la época en la que la Tierra surgió del polvo para convertirse en un planeta activo».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.