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IImagínese vivir en una casa antigua durante años y finalmente acceder a un sótano cerrado con llave, solo para descubrir un taller mágico donde se fabrica todo lo que existe en el mundo. Así fue en un principio que los geólogos pudieron finalmente echar un buen vistazo al manto, esa vasta capa intermedia de la Tierra que comienza a unos 32 kilómetros por debajo de la superficie de los continentes. El mes pasado, un equipo de investigación internacional publicó su análisis de la muestra de núcleo del manto más larga hasta la fecha en Ciencia.
El manto, que constituye el 80 por ciento del volumen de la Tierra, es fundamental para el carácter de nuestro planeta: todas las rocas de la corteza terrestre (y todo lo que se deriva de ellas, incluidos nuestros huesos) pueden rastrear su origen a magmas que se derritieron de él. Nuestra atmósfera se regenera continuamente gracias a los gases del manto exhalados por los volcanes, que luego son procesados por las algas y las plantas. Los movimientos del manto también determinan la velocidad a la que se desplazan las placas tectónicas en la superficie, desplazando continentes, formando montañas y desencadenando terremotos. En el fondo del océano, el agua de mar se infiltra profundamente en las rocas fracturadas del manto, lo que genera compuestos como el metano que sustentan extraños ecosistemas microbianos sin luz solar, una posible ventana al origen de la vida.
Tenemos suerte de que ciertos procesos geológicos a veces hagan que las rocas del manto suban a la superficie, porque de otro modo el manto sería algo difícil de estudiar. Las playas de arena verde de Hawái, por ejemplo, están cubiertas por cristales de olivino, un mineral derivado del manto. Los flujos de lava en erupción llevaron estos cristales hacia arriba, y luego la erosión y la meteorización los separaron.
Pero la arena verde de Hawái, por maravillosa que sea, ofrece una visión limitada del manto que se encuentra debajo. En algunos cinturones montañosos antiguos, como los de Terranova y Omán, losas de roca del manto han sido empujadas por encima del nivel del mar, como resultado de la colisión de los continentes y la litosfera oceánica intermedia que quedó atrapada en el medio. Pero en esos lugares, la deformación tectónica puede sobreimprimir características que podrían revelar cómo los derretimientos del manto encuentran su camino hacia la superficie, o cómo el agua se insinúa en las rocas a gran profundidad debajo del fondo marino.
Para obtener muestras directamente del manto, los científicos tienen que perforarlo, pero ningún pozo perforado en tierra había llegado nunca tan abajo de los continentes. Incluso en los océanos, donde la corteza es más delgada, los desafíos de perforar en aguas profundas (incluido mantener un barco estacionario sobre un pequeño agujero en el fondo marino cuando es necesario cambiar la broca) han frustrado los intentos de obtener muestras de núcleos largos y continuos.
Eso cambió el año pasado, cuando un equipo de investigación a bordo de un barco, que representaba a 10 países y más de dos docenas de instituciones y que contaba con financiación del Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos, se dirigió a un lugar cercano a la dorsal mesoatlántica, en el Atlántico Norte. Allí, las fallas han acercado la roca del manto al lecho marino. El lugar no está lejos de un sistema de manantiales o filtraciones en el fondo marino llamado el “Campo Hidrotermal de la Ciudad Perdida”, donde se elevan espirales sobrenaturales de calcita blanca hasta 200 pies sobre el fondo marino. Después de perforar un pozo de prueba de 180 pies cerca de la Ciudad Perdida, el equipo a bordo recuperó el núcleo de perforación del manto más profundo y continuo jamás extraído: aproximadamente tres cuartos de milla, más de seis veces más largo que cualquier muestra anterior. Con un diámetro comparativamente diminuto (apenas dos pulgadas y media), la muestra es como una hebra de espagueti crudo.
Todas las rocas de la corteza terrestre (y todo lo que se deriva de ellas, incluidos nuestros huesos) pueden rastrear su origen hasta los magmas.
La exitosa extracción del núcleo se debió a la experiencia de los perforadores y el personal técnico del barco de investigación, el Joides Resolution, quienes utilizaron sus décadas de experiencia para tomar decisiones en el lugar sobre qué tan rápido perforar, cuándo hacer una pausa y cómo hacer frente al mal tiempo, dice Susan Q. Lang, coautora del estudio. Ciencia artículo y científico del Instituto Oceanográfico Woods Hole, en Massachusetts. “Tomar muestras de rocas duras es increíblemente difícil y la tasa de fracaso es muy alta”, afirma. “Es una hazaña técnica increíble”.
Aunque el núcleo no cambia ningún paradigma sobre el funcionamiento del manto superior, sí pone de relieve procesos del manto sobre los que antes sólo se podía especular. Tal vez el hallazgo más espectacular fue que el agua de mar se infiltra en el manto y transforma sus rocas en serpentinita a profundidades mucho mayores de lo que se creía anteriormente. Los investigadores, dirigidos por Johan Lissenberg, geoquímico de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido, encontraron tanta serpentinita en el fondo del núcleo como en la parte superior, aunque las aguas ricas en oxígeno sólo llegaban a la parte superior. Estos hallazgos indican que el límite entre la tierra rocosa y el agua del océano está mucho menos definido de lo que imaginábamos. Las rocas del manto y el agua se modifican a través de sus interacciones. A escala global, el paso del agua a través de las rocas del fondo marino media en la química oceánica global, lo que tiene profundos efectos sobre la biosfera.
Otra sorpresa fue que en todas las partes del núcleo, las zonas serpentinizadas tenían geometrías más elaboradas de lo esperado, no simplemente a lo largo de fracturas planas, sino en redes de roca alterada en forma de malla. La muestra del núcleo también mostró evidencia de episodios distintos de fluido que se infiltraron en el manto durante largos períodos de tiempo, lo que probablemente contribuyó a la naturaleza laberíntica de las zonas alteradas. Estas revelaciones subrayan la idea de que no es solo el agua lo que hace que este planeta sea único, sino que son las interacciones constantes e íntimas entre esa agua y la Tierra sólida las que hacen que nuestro mundo sea excepcional. El agua, la roca y la vida están en constante conversación, intercambiando elementos y energía, reaccionando, recristalizándose y recreándose sin cesar.
Las secciones del núcleo menos expuestas al agua de mar también contenían secretos. El equipo de investigación pudo leer el registro de los orígenes magmáticos de las rocas debajo de la corteza, lo que ayudó a arrojar nueva luz sobre la expansión del fondo marino, uno de los procesos característicos del sistema tectónico de placas de la Tierra. La dorsal mesoatlántica es parte de la cadena mundial de fisuras volcánicas (la cordillera más larga del planeta) donde la nueva corteza oceánica basáltica entra en erupción en lotes, lo que hace que las cuencas oceánicas se ensanchen unos pocos centímetros por año. El nuevo núcleo sugiere que los magmas pueden filtrarse a través de complejas redes de fracturas finas, lo que desafía las nociones anteriores de que las lavas suben a la superficie a través de unos pocos conductos bien definidos. Es otro recordatorio de que nuestros modelos de cómo funciona la naturaleza casi siempre son demasiado simplificados: cuanto más miramos, más complejidad encontramos.
Lo único que empaña la recuperación histórica de los núcleos es el anuncio de que el Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos va a reducir su tamaño y de que el barco que ha hecho posible la perforación en las profundidades oceánicas, el muy querido Joides Resolution, va a ser retirado. Esto ha sido una amarga sorpresa para los geocientíficos que esperaban que la puerta del mágico taller subterráneo de la Tierra permaneciera abierta. 
Imagen principal: Rost9/Shutterstock
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