La masa perdida de la Tierra

La Tierra no es redonda ni es un geoide perfecto. El interior de la Tierra sigue siendo un misterio para nosotros. Si bien hemos enviado misiones para explorar los confines externos de nuestro sistema solar, los pozos más profundos de la Tierra descienden a solo unos pocos kilómetros.

La única forma de aprender lo que sucede en lo profundo de nuestro planeta, en el núcleo y en el manto, es mediante métodos indirectos.

Muchos de nosotros podríamos haber visto esas bellas imágenes de nuestro planeta redondo, azul, tomadas desde el espacio, pero ¿sabías que nuestro planeta en realidad parece una patata bacheada?

Tiene su propia cuota de deformaciones, gravedad no uniforme debido a la distribución desigual de la masa y, en ocasiones, montañas y valles creados por los movimientos de las placas tectónicas. Considerando que alrededor de las tres cuartas partes de la superficie de nuestro planeta está compuesta de océanos, estas deformidades también afectan la forma de los océanos.

Si eliminamos las mareas y las corrientes de los océanos del planeta, se asentarán en una forma suavemente ondulada llamada geoide, que se elevará donde haya alta gravedad y se hundirá donde la gravedad es baja, creando lo que se conoce como "anomalías geoidales". Estos altibajos son generados por una distribución de masa desigual dentro de la Tierra profunda.

Uno de esos puntos de baja gravedad se encuentra justo al sur de la península india, llamado Indian Ocean Geoid Low (IOGL) o Bajo Geoide del Océano Indico. El geoide bajo se extiende en una vasta extensión al sur del subcontinente indio, y está dominado por una baja significativa de menos 106 metros, o aproximadamente 348 pies, al sur de Sri Lanka.

"La existencia del Bajo Geoide del Océano Índico es uno de los problemas más destacados en las Ciencias de la Tierra", dijo Attreyee Ghosh, profesor asistente en el Centro de Ciencias de la Tierra, Instituto Indio de Ciencia, en Bangalore, India. "Es la anomalía geoide / gravedad más baja en la Tierra y hasta ahora no existía consenso sobre su origen. Es notable ya que significa que hay un poco de déficit de masa en el manto profundo que está causando el bajo”.

"Un bajo potencial gravitacional significaría que la superficie del océano en sí misma disminuiría", dijo. "Entonces, para un geoide bajo de 100 metros (328 pies), la superficie del océano descenderá 100 metros en esa región".

En un estudio reciente aceptado para su publicación en Geophysical Research Letters, una revista de la American Geophysical Union, Ghosh y sus colegas, en colaboración con investigadores del GFZ German Research Center for Geosciences, Alemania, exploraron las razones detrás del déficit masivo que está causando el geoide bajo.

Varios estudios en el pasado han tratado de explicar esto, la mayoría de ellos atribuyéndolo a un remanente de un plato anterior que se sumergió en el manto de la Tierra debajo de otra placa hace millones de años. Sin embargo, no ha habido una explicación convincente de la fuente, hasta ahora.

En su estudio, los investigadores utilizaron modelos numéricos de convección del manto, un tipo de movimiento causado dentro de un fluido donde el material más caliente y más ligero sube hasta la parte superior y el material más frío y denso que se hunde bajo la influencia de la gravedad. Para 'mirar' en el fondo de la Tierra, usaron modelos de tomografía sísmica que usan ondas sísmicas para obtener una imagen tridimensional del interior de la Tierra.

El estudio mostró que el material más ligero (anomalías de baja densidad) en el manto superior a medio bajo el IOGL parece ser responsable de la existencia de la gravedad baja en esta región. Pero, ¿qué causa estas anomalías de baja densidad?

Anomalías de densidad

Las plumas del manto, surgencias de rocas anormalmente calientes dentro del manto de la Tierra, generalmente se cree que son la razón detrás de tales anomalías. Pero en este caso, no existe una pluma de manto conocida en esta parte del mundo. Para explicar esto, los investigadores tuvieron que investigar las regiones vecinas del bajo geoide del Océano Índico. Curiosamente, encontraron que había material caliente proveniente de la gran provincia africana de baja cizalladura (LLSVP low-shear-velocity province) o la superpluma africana, que se desviaba hacia el este y terminaba en la base de la región de baja densidad bajo el Océano Índico. La desviación posiblemente se deba al movimiento rápido de la placa india.

"La mayoría de las teorías existentes han tratado de explicar esta anomalía negativa con la ayuda de placas oceánicas frías y densas que se hundieron en el manto en el pasado", dice el profesor Ghosh. "Nuestro estudio explica este bajo con material más caliente y más ligero que se extiende desde una profundidad de 300 km, o 186 millas, hasta ~ 900 km, o 559 millas, en el norte del Océano Índico, muy probablemente proveniente de la superpluma africana".

Este estudio es definitivamente un gran avance en la explicación convincente de la ocurrencia en el Océano Índico. Como parte del trabajo futuro, el Prof. Ghosh y sus colegas desearían investigar la evolución del geoide bajo desde el pasado hasta el presente utilizando modelos de convección del manto dependientes del tiempo.

Referencia

The Importance of Upper Mantle Heterogeneity in Generating the Indian Ocean Geoid Low.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL075392/fullGeophysical Research Letters