¡El manto de la Tierra no se deformaría como pensamos!

Muy por debajo de nuestros pies, el manto de la Tierra, aunque sólido, está en movimiento. Sin embargo, este movimiento de convección es tan lento que es completamente imperceptible para nosotros y estudiar sus mecanismos es un verdadero desafío. Un nuevo estudio acaba de demostrar que el manto no se deformará como se pensaba anteriormente.

Hay procesos que son totalmente imperceptibles para nosotros y todavía gobiernan el mundo que nos rodea. Este es el caso de la convección del manto. Porque si la superficie terrestre está animada por un movimiento perpetuo que llamamos “placas tectónicas”, esta dinámica está íntimamente ligada al deslizamiento del manto, justo debajo de nuestros pies.

Este flujo de material a muy alta presión y muy alta temperatura, que se denomina convección del manto, es además el verdadero motor del movimiento de placas. Ocurre, sin embargo, en una escala de tiempo mucho mayor que la nuestra: en otras palabras, si pudiéramos observar la evolución del manto a lo largo de la vida humana, apenas notaríamos cambios. La evolución es ciertamente minúscula, del orden de un centímetro por año, pero es continua y se ha producido infaliblemente durante 4.500 millones de años.

Deep Earth: un mundo aún tan incomprendido

Entender cómo esta gigantesca masa de material del manto se “mueve” a lo largo de millones de años no es por tanto fácil, ya que no tenemos, gracias a métodos de imágenes geofísicas, que una instantánea de la arquitectura del manto terrestre. Otro problema: nos es imposible muestrearlo directamente, de ahí la dificultad de conocer su composición exacta, sobre todo en las regiones más profundas.

También es difícil reproducir en el laboratorio las condiciones de presión y temperatura que prevalecen en el manto inferior a más de 2.000 km de profundidad: ¡135 gigapascales y unos 3.000°C! Esto da como resultado incertidumbres significativas sobre el funcionamiento real de la convección del manto y los procesos mineralógicos asociados.

Hay que recordar que el manto no es un líquido. Las rocas que lo componen son macizas. Sin embargo, son capaces de deformarse, muy lentamente. Esto es fluidez plástica, es decir, las rocas se deforman dúctiles, sin fracturarse. Esta deformación ocurre a nivel atómico, dentro de la red cristalina. Átomo tras átomo, la deformación se propaga así en las rocas sometidas a una enorme presión. Lo que impulsa este movimiento son las importantes diferencias de temperatura que existen entre la parte superior e inferior del manto. La convección del manto es, por tanto, el mecanismo que permite transportar el calor desde el interior de la Tierra hasta la superficie.

Tanto para el primer pedido. En detalle, las cosas son mucho más complejas y aún poco conocidas.

Bridgmanita o periclasa: ¿cuál es la avellana?

El manto inferior se compone principalmente de un mineral de silicato rico en magnesio llamado bridgemanita (MgSiO₃). También contiene un 25% de periclasa, un óxido de magnesio (MgO). Aunque se sabe por experimentos de laboratorio que la periclasa se deforma más fácilmente que la bridgmanita, aún se desconocía cómo se comportan estos dos minerales en las condiciones del manto inferior y en escalas de tiempo del orden de millones de años.

Un estudio reciente, realizado por científicos de la Universidad de Lille y publicado en la revista Naturaleza, sin embargo, habría resuelto parcialmente este problema gracias a modelos numéricos complejos. Y luego, ¡sorpresa! Resulta que, durante periodos muy largos, la periclasa exhibe un comportamiento opuesto al considerado hasta ahora. Este mineral es en realidad más resistente que la bridgmanita. Y eso cambia mucho.

Para entenderlo, imagine una carpeta que contenga trozos de avellana. Hasta ahora se pensaba que la periclasa era la parte pastosa y la bridgmanita las avellanas. En este caso, debes imaginar una masa compuesta principalmente por avellanas. Según los resultados, sería exactamente lo contrario: la periclasa representando las avellanas y la bridgmanita la masa. En este caso, la pasta está en cantidad dominante y se deforma alrededor de granos de periclasa más resistentes.

Sería por tanto la fase mineral principal la que regiría la deformación del manto profundo, y no la fase minoritaria. Estos resultados deberían tener fuertes implicaciones para nuestra forma de considerar y modelar la convección del manto en la Tierra, pero también en otros planetas.