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Encuentran enigmáticas y enormes estructuras sólidas al lado del núcleo de la Tierra

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Si partiésemos la Tierra por la mitad, tal y como si fuera una gran manzana, veríamos que el corte se divide en múltiples capas bien distinguidas, si bien las primordiales son estas: la corteza, la más delgada de todas y cada una, de apenas unas pocas decenas y decenas de km de grosor (todavía menos en los fondos oceánicos); el mantón, considerablemente más extenso, de unos tres mil km de grosor y formado eminentemente por silicatos muy calientes y cuya viscosidad y densidad aumentan conforme ahondamos cara el centro de la Tierra; y el núcleo, la capa más interna, una esfera de unos tres mil quinientos km de radio, formada eminentemente por hierro y que se divide en 2 partes, un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido, con temperaturas que pueden lograr los seis mil setecientos grados, mayores que las de la superficie del Sol.

Y ahora, un equipo de geofísicos de la Universidad de Maryland ha logrado identificar, justo en la frontera entre el núcleo y el mantón, una serie de enormes estructuras, áreas de roca inusualmente espesa y caliente cuya composición y origen es un misterio. Para advertirlas, los estudiosos examinaron miles y miles de grabaciones de ondas sísmicas, ondas de sonido que viajan mediante la Tierra, estudiando los ecos que venían de esa zona fronteriza en el corazón del planeta.

Estudios precedentes solo habían logrado aportar información limitadísima sobre esas estructuras, mas entender su composición, forma y extensión podría asistir a descubrir los procesos geológicos internos que han llevado a la Tierra a ser como es. En ellas, de hecho, podría estar el secreto del funcionamiento de la tectónica de placas y de la evolución de nuestro planeta. La investigación, que da la visión más detallada hasta el momento del límite núcleo-mantón, se termina de publicar en Science.

El trabajo de los científicos se centró, puesto que, en los ecos de las ondas sísmicas, y específicamente de las que viajan bajo la cuenca del Pacífico. El análisis dio sus frutos, y descubrió una estructura anteriormente ignota justo bajo las islas Marquesas, de origen volcánico, en el Pacífico Sur, y mostró asimismo que la estructura que yace bajo el archipiélago hawaiano es, realmente, mucho mayor de lo que se pensaba previamente.

«Al observar miles y miles de ecos del límite del mantón central al tiempo, en vez de centrarse solo en unos pocos al unísono, como acostumbra a hacerse, hemos logrado una perspectiva completamente nueva -asevera Doyeon Kim, autora primordial del artículo-. Esto nos enseña que la zona límite núcleo-mantón tiene muchas estructuras que pueden generar estos ecos, y eso era algo de lo que no nos habíamos dado cuenta ya antes pues solo teníamos una visión limitada».

Las ondas sísmicas generadas por los terremotos bajo la superficie terrestre son capaces de viajar miles y miles de km. Y cuando esas ondas se encuentran con cambios de densidad, temperatura o bien composición de las rocas que atraviesan, se doblan o bien se desperdigan, generando ecos que se pueden advertir. Los ecos de las estructuras más próximas llegan más veloz, y los de las estructuras más grandes tienen una mayor intensidad. De esta forma, midiendo el tiempo de viaje de estos ecos y su amplitud conforme van siendo registrados por los sismómetros en lugares diferentes, los científicos pueden desarrollar modelos de las propiedades físicas de las rocas ocultas bajo la superficie. Es algo semejante al sistema que usan los murceguillos para percibir y mapear su ambiente.

El gráfico muestra la gran estructura encontrada al lado del núcelo terrestrey justo bajo las islas Hawaii.

Doyeon Kim/University of Maryland
En busca del eco conveniente
Para este estudio, Kim y sus colegas procuraron los ecos generados por un tipo concreto de onda, llamada «onda de corte», conforme se desplaza a lo largo del límite núcleo-mantón. En la grabación (llamada sismograma) de un solo seísmo, los ecos de las ondas de corte pueden resultar bastante difíciles de distinguir del estruendo azaroso. Mas mirar muchos sismogramas de muchos terremotos al unísono puede descubrir semejanzas y patrones capaces de identificar los ecos ocultos en los datos.

Usando un algoritmo de «machine learning» llamado Sequencer, los estudiosos examinaron siete mil sismogramas de cientos y cientos de terremotos de magnitud seis con cinco y y superiores ocurridos en la cuenca del Pacífico entre mil novecientos noventa y dos mil dieciocho. El Sequencer, desarrollado en un inicio para localizar patrones en la radiación de estrellas y galaxias distantes, fue capaz de descubrir un sinnúmero de ondas de corte cuando se aplicó a los sismogramas.

«En las ciencias de la Tierra -asegura Kim- el machine learning está medrando de forma rápida, y un algoritmo como Sequencer nos deja ser capaces de advertir sistemáticamente los ecos sísmicos y conseguir nuevas ideas sobre las estructuras halladas en la base del mantón, que hasta el momento han sido un enigma».

En verdad, la investigación descubrió ciertas sorpresas sobre las enigmáticas estructuras halladas al lado del núcleo terrestre. «Hallamos ecos en más o menos el cuarenta por ciento de todas y cada una de las sendas de ondas sísmicas -explica por su lado Vedran Leki, coautor del estudio-. Eso fue muy sorprendente por el hecho de que aguardábamos que fuesen más extraños, y lo que eso significa es que esas estructuras anormales en el tope núcleo-mantón están considerablemente más extendidas de lo que se creía».

Entre todos y cada uno de los ecos detectados, los de la estructura que hay justo bajo Hawai fueron, con diferencia, los más fuertes, lo que señala que «ahí abajo» hay algo verdaderamente enorme, considerablemente mayor de lo que señalaban estimaciones precedentes. En verdad, la mayor entre todas y cada una de las estructuras de esta clase detectadas hasta el momento.

En lo que se refiere a que hay bajo las islas Marquesas, en la Polinesia francesa, Leki asevera que «nos sorprendió localizar ahí una tan grande y que ni tan siquiera sabíamos que existía. Es algo verdaderamente apasionante, por el hecho de que muestra de qué forma el algoritmo Sequencer puede asistirnos a contextualizar los datos de los sismogramas en el mundo entero de una manera que ya antes no resultaba posible».

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