Se ha descubierto que dos enormes “islas” del tamaño de un supercontinente enterradas en las profundidades del manto tienen diferencias fundamentales (contrariamente a suposiciones previas) que incluso podrían provocar que el campo magnético de la Tierra se vuelva inestable.
Ésta es la conclusión de un equipo internacional de investigadores del Reino Unido y Estados Unidos, cuyo modelado reveló que las dos llamadas Grandes Provincias de Baja Velocidad (LLVP) han evolucionado de manera diferente, lo que les confiere diferentes composiciones químicas y densidades.
Los LLVP de la Tierra, de hasta 995 kilómetros de alto y miles de kilómetros de ancho, fueron descubiertos por primera vez en la década de 1980, cuando los geólogos descubrieron que las ondas sísmicas viajaban mucho más lento a través de dos regiones del manto inferior de lo esperado.
Los científicos creen que las LLVP están formadas por corteza oceánica acumulada que se ha subducido hasta el manto. Como las ondas sísmicas parecen viajar a través de ellas de forma similar, durante mucho tiempo se supuso que tenían propiedades físicas similares.
Sin embargo, el nuevo estudio ha revelado que, si bien tienen temperaturas similares (que es el factor dominante que determina la velocidad a la que las ondas sísmicas pasan a través de un material), están formados por diferentes composiciones y edades de material.
“El hecho de que estos dos LLVP difieran en composición, pero no en temperatura, es clave para la historia y explica por qué parecen ser iguales sísmicamente”, dijo la autora del artículo y profesora sismóloga Paula Koelemeijer de la Universidad de Oxford en un comunicado.
“También es fascinante ver los vínculos entre los movimientos de las placas en la superficie de la Tierra y las estructuras a 3.000 kilómetros [1.864 millas] de profundidad en nuestro planeta”.
En su estudio, Koelemeijer y sus colegas modelaron cómo se formaron y evolucionaron los LLVP a través del tiempo combinando un modelo de convección del manto con una reconstrucción de los últimos mil millones de años de movimientos de placas tectónicas a través de la superficie de la Tierra.
La simulación reveló que la LLVP africana está compuesta de material más antiguo y está mejor mezclado que su contraparte del Pacífico, que contiene un 50 por ciento más de corteza oceánica subducida en los últimos 1.200 millones de años.
Además, los modelos indican que la LLVP del Pacífico ha estado siendo refrescada constantemente por la corteza oceánica recientemente subducida durante los últimos 300 millones de años.
Esto se debe a que este LLVP está rodeado en la superficie de la Tierra por las zonas de subducción responsables del Anillo de Fuego, el cinturón de 40.000 kilómetros de largo de volcanes y áreas de actividad sísmica que rodea el Océano Pacífico.
“Como las simulaciones numéricas no son perfectas, hemos ejecutado múltiples modelos para una variedad de parámetros”, explicó en un comunicado el coautor del artículo y geodinamista James Panton de la Universidad de Cardiff, Gales.
“En cada ocasión, encontramos que el LLVP del Pacífico está enriquecido con corteza oceánica subducida, lo que implica que la historia reciente de subducción de la Tierra es la causa de esta diferencia”.
Por el contrario, el LLVP africano no parece estar recibiendo material nuevo al mismo ritmo, lo que significa que se ha mezclado más con el manto circundante, reduciendo su densidad.
Las diferencias de densidad resultantes entre los dos cuerpos podrían explicar por qué el LLVP africano está más extendido y es más alto que el que se encuentra bajo el Pacífico.
La diferencia entre los dos LLVP podría tener ramificaciones significativas, señalaron los investigadores.
Debido a sus altas temperaturas y posiciones en el manto profundo en lados opuestos de la Tierra, los LLVP afectan la forma en que el calor sale del núcleo de la Tierra.
Esto, a su vez, afecta la convección en el núcleo externo, el proceso similar al dinamo que genera el campo magnético que protege la vida en la Tierra de los rayos cósmicos dañinos.
El impacto del desequilibrio de densidad, explicó el equipo, deberá tenerse en cuenta en los modelos de la Tierra profunda para determinar si podría conducir a un campo geomagnético inestable.
“Ahora necesitamos buscar datos que puedan limitar la asimetría propuesta en la densidad, por ejemplo utilizando observaciones del campo gravitacional de la Tierra”, concluyó Koelemeijer.
