Hallan enormes estructuras cerca del núcleo de la Tierra

A 3000 kilómetros de profundidad encontraron dos estructuras anómalas de cientos de kilómetros en Islas Marquesas y en Hawái. Se cree que pueden albergar materiales primitivos que han estado relativamente sin mezclar desde los inicios del planeta.

Entre todos los ecos detectados, los de la estructura que hay debajo de Hawai fueron, con diferencia, los más fuertes, lo que indica que hay algo realmente enorme.

Sabemos que la estructura interna de la Tierra está conformada por distintas capas esféricas concéntricas. La corteza, la más delgada de todas, de apenas unas pocas decenas de kilómetros de grosor; el manto, mucho más extenso, de unos 3.000 km de grosor y formado principalmente por silicatos muy calientes y cuya viscosidad y densidad aumentan conforme aumenta la profundidad; y el núcleo, la capa más interna, una esfera de unos 3.500 km de radio, formada principalmente por hierro y que se divide en dos partes, un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido, con temperaturas que pueden alcanzar los 6.700°C.
Recientemente, un equipo de científicos de la universidad de Maryland ha conseguido identificar en el límite entre el núcleo y el manto (a 3000km de profundidad) dos enormes estructuras compuestas por material denso cuyo origen es un misterio.

El trabajo, publicado este mes en Science, consistió en alimentar los sismogramas capturados de cientos de terremotos ocurridos entre 1990 y 2018 en un sistema de análisis de algoritmos. “Anomalías muy grandes” fueron detectadas debajo de las Islas Marquesas (un archipiélago volcánico ubicado en la Polinesia Francesa), y en Hawái.

En búsqueda de la “onda de corte”

Para el estudio, Doyeon Kim y sus colegas buscaron los ecos generados por un tipo específico de onda, llamada “onda de corte”, a medida que se desplaza a lo largo del límite núcleo-manto. En los sismogramas de un único terremoto, los ecos de las ondas de corte pueden resultar difíciles de distinguir del ruido aleatorio. Pero mirar muchos sismogramas de muchos terremotos a la vez puede revelar similitudes y patrones capaces de identificar los ecos ocultos en los datos.

Utilizando un algoritmo de “machine learning” llamado Sequencer, los investigadores analizaron 7000 sismogramas de cientos de terremotos de magnitud 6,5 y superiores ocurridos en la cuenca del Pacífico entre 1990 y 2018. El Sequencer, desarrollado inicialmente para encontrar patrones en la radiación de estrellas y galaxias distantes, fue capaz de descubrir una gran cantidad de ondas de corte cuando se aplicó a los sismogramas.

Ubicación de las estructuras densas descubiertas a 3000 kilómetros de profundidad, bajo las Islas Marquesas y debajo de Hawai Crédito: Universidad de Maryland

«Encontramos ecos en aproximadamente el 40% de todas las rutas de ondas sísmicas», señala Vedran Leki, coautor del estudio. «Eso fue sorprendente porque esperábamos que fueran más raros, y lo que eso significa es que las estructuras anómalas en el límite núcleo-manto están mucho más extendidas de lo que se pensaba».
Entre todos los ecos detectados, los de la estructura que hay justo debajo de Hawai fueron, con diferencia, los más fuertes, lo que indica que «ahí abajo» hay algo realmente enorme, mucho mayor de lo que indicaban estimaciones anteriores. De hecho, la mayor entre todas las estructuras de este tipo detectadas hasta ahora.

“Parches densos” que desaceleran ondas

Las anomalías detectadas se denominan zonas de ultra baja velocidad (ULVZ) y fueron definidas como «parches densos en el límite núcleo-manto».

Nadie sabe exactamente cómo se forman las ULVZ o de qué están hechos, pero está claro que tienen diámetros de aproximadamente cien kilómetros y que son lo suficientemente densos como para desacelerar las ondas que las atraviesan.
«Esto es muy interesante porque podría indicar que las mega-ULVZ son especiales y pueden albergar materiales primitivos que han estado relativamente sin mezclar desde los comienzos de la historia de la Tierra», señaló Kim