Las dos colosales estructuras masivas que bordean el núcleo externo de la Tierra originan la Anomalía del Atlántico Sur y el intenso vulcanismo africano, pero para sorpresa de los geólogos, su composición y estructura son diferentes.
El interior de la Tierra está estructurado en capas, con una corteza externa delgada, seguida de un manto grueso y viscoso, de un núcleo externo fluido y de un núcleo interno sólido.
Dentro de la parte inferior del manto, que rodea al núcleo externo, se encuentran dos estructuras masivas parecidas a manchas, situadas en lados opuestos del planeta: una está bajo el continente africano, y la otra bajo el Océano Pacífico.
Las manchas, conocidas como Provincias Grandes de Baja Velocidad de Corte (LLSVP), tienen el tamaño de un continente y son 100 veces más altas que el Monte Everest. Se caracterizan por velocidades lentas de ondas de corte y fueron descubiertas por tomografía sísmica de las profundidades de la Tierra.
Actualmente existen muchas dudas sobre la naturaleza de estas estructuras. La principal hipótesis para las LLSVP señala que se han producido por acumulación de placas oceánicas subducidas.
Un segundo origen propuesto para las LLSVP es que su formación está relacionada con la hipótesis del Gran Impacto, que establece que la Luna se formó después de que la Tierra primitiva chocara con un cuerpo del tamaño de un planeta llamado Theia.
Esta hipótesis sugiere que los LLSVP son fragmentos del manto de Theia que se hundió hasta el límite situado entre el núcleo y el manto de la Tierra después del Gran Impacto.
Nuevas pistas
Una nueva investigación, desarrollada en la Universidad de Arizona, no aclara el origen de estas manchas, pero sí ha descubierto nuevas pistas sobre su naturaleza.
Para llevar a cabo su investigación, Qian Yuan y Mingming Li, de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la citada universidad, diseñaron y ejecutaron cientos de simulaciones de modelos de convección del manto.
A través de estas simulaciones, pudieron determinar las alturas máximas que alcanzan las manchas, y cómo su volumen y densidad, así como la viscosidad circundante en el manto, podrían controlar su altura. Los resultados se han publicado en Nature Geoscience.
Lo primero que descubrieron fue que la mancha situada debajo del continente africano es aproximadamente 1.000 kilómetros más alta que la mancha que está debajo del Océano Pacífico.
Composiciones diferentes
Según Yuan y Li, la posible explicación para la gran diferencia de altura es que la mancha situada debajo del continente africano es menos densa (y, por lo tanto, menos estable) que la que está debajo del Océano Pacífico, lo que indica que las dos pueden tener una composición y evolución diferente.
El LLVP de África habría estado aumentando su altura en un tiempo geológico reciente, consideran los investigadores, lo que puede explicar la topografía de la superficie elevada y el vulcanismo intenso en el Este de África.
La naturaleza inestable de la mancha debajo del continente africano estaría relacionada con los cambios en la topografía, la gravedad, el vulcanismo superficial y el movimiento de las placas en esa región africana, consideran los investigadores.
Otra característica de esas provincias rocosas es que, al ser tan masivas, generan perturbaciones como la así conocida Anomalía del Atlántico Sur, que provoca una reducción significativa en la fuerza del campo magnético de la Tierra.
Estos hallazgos sobre estas estructuras masivas pueden cambiar fundamentalmente la forma en que los científicos piensan sobre los procesos del manto profundo y cómo pueden afectar a la superficie de la Tierra, señalan los investigadores.
¿Y el origen?
Respecto al origen de estas provincias grandes, la nueva investigación no aporta nada nuevo, si bien en un estudio publicado el año pasado, Qian Yuan y su equipo sugirieron que podrían ser los restos de Theia.
Dado que tanto las manchas terrestres como el Gran Impacto que dio origen a la Luna tienen aproximadamente la misma antigüedad, todo indica que efectivamente esas manchas subterráneas pueden ser los restos de Theia.
El Gran Impacto es la teoría científica más aceptada para explicar la formación de la Luna: se originó como resultado de una colisión entre la Tierra primitiva o proto-Tierra y un protoplaneta del tamaño de Marte, llamado Theia.
Cuando Theia creció lo suficiente para escapar de su órbita inicial, entró en una dinámica caótica y el impacto con la joven Tierra se hizo inevitable, porque ambos cuerpos ocupaban la misma órbita. Se ha calculado que el Gran Impacto ocurrió hace alrededor de 4.533 millones de años.
Las enigmáticas manchas podrían por lo tanto ser los restos de Theia, aunque el hecho de que tengan marcadas diferencias en su composición y evolución siembra dudas sobre que puedan tener un mismo origen y naturaleza. Los autores reconocen en su artículo que todavía no es posible comprender completamente el origen y la dinámica de las LLSVP.
Referencia
Instability of the African large low-shear-wave-velocity province due to its low intrinsic density. Qian Yuan, Mingming Li. Nature Geoscience (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41561-022-00908-3
