Una extraña 'anomalía' en el núcleo de la Tierra deja atónitos a los científicos

Y esos 'ojos', o más bien esos instrumentos, han resultado ser los de la misión GRACE (Experimento de Recuperación de la Gravedad y el Clima), un proyecto satelital conjunto de las agencias espaciales de Estados Unidos y Alemania que, desde que fue puesto en marcha en marzo de 2002 hasta que fue sustituido por una nueva versión en 2018, ha medido con extrema precisión el campo gravitatorio de la Tierra. GRACE consta de dos naves idénticas, dos satélites a los que los científicos se refieren cariñosamente como 'Tom y Jerry' y que vuelan en formación, a 500 km de altura y manteniendo siempre una distancia de 220 km entre ellos. Las sutiles variaciones en el campo gravitatorio, causadas por los cambios en la distribución de masas en la superficie, especialmente del agua, que se mueve continuamente de un lado a otro, hacen que la distancia entre ambas naves sufra pequeñas variaciones, que GRACE mide con precisión gracias a un sistema de GPS.

Al principio, el principal objetivo de la misión era precisamente ese, seguir el movimiento del agua del planeta, desde el deshielo de los glaciares hasta la evaporación de los caudales subterráneos, una información vital para los estudios climáticos.

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Sin embargo, un equipo de investigadores de la Universidad de París, dirigido por la geofísica Isabelle Panet, ha encontrado una nueva utilidad para 'Tom y Jerry': observar lo que sucede a mucha, mucha más profundidad bajo la corteza terrestre de lo que se encuentran los principales acuíferos subterráneos. De esta forma, y al analizar de un modo diferente la inmensa cantidad de datos recogidos por GRACE, los investigadores se encontraron con una señal anómala entre los años 2006 y 2008, un 'tirón' gravitatorio que no podía ser explicado por ningún desplazamiento de agua en la superficie, ni tampoco por cualquier proceso conocido en el manto superior. El rastro de esa anomalía, en efecto, llevó a los científicos a la conclusión de que su causa debía encontrarse en las profundidades de la Tierra, y más concretamente, en la enigmática frontera entre el manto y el núcleo. El estudio acaba de publicarse en 'Geophysical Research Letters'.

La hipótesis de Panet y sus colegas es que la extraña señal gravitatoria pudo ser el resultado de una transformación en la propia estructura de las rocas. De hecho, a esas profundidades extremas, donde los materiales se ven sometidos a presiones y temperaturas inmensas, existe un mineral llamado perovskita, que dicho sea de paso es más abundante en el manto inferior. Y ahí, a casi 3.000 km de profundidad, la perovskita es capaz de cambiar su estructura cristalina. Es lo que los geofísicos llaman una 'transición de fase'. El proceso es similar a cómo el carbono se transforma en diamante bajo altas presiones y temperaturas. O, en un ejemplo más cotidiano, a cómo el agua se convierte en hielo. Aunque la composición química sigue siendo la misma, la organización de los átomos cambia, y con ello, sus propiedades. En este caso la perovskita, al reestructurarse, hace que se vuelva más densa.

Así, igual que un peso extra desequilibra una balanza, el cambio de densidad de la perovskita modificó la distribución de masas en el interior de la Tierra. Fue un ajuste minúsculo a escala global, pero suficiente para alterar el campo gravitatorio y dejar una huella en los datos de los satélites GRACE. Según el estudio, la perturbación fue de tal magnitud que pudo haber provocado una deformación en el límite entre el núcleo y el manto de unos 10 centímetros.

Pero la historia no termina aquí. La investigación de Panet, en efecto, sugiere que esta deformación en el límite entre manto y núcleo fue mucho más que un simple ajuste, y podría haber influido en el flujo de metal líquido en el núcleo externo, que es el responsable de generar el campo magnético de la Tierra, el escudo protector que nos resguarda del viento solar y las mortíferas radiaciones que nos llegan del espacio.

Y aquí es donde la trama se se complica: otros estudios con satélites, esta vez dedicados a medir el campo magnético (como la misión Swarm de la Agencia Espacial Europea), ya habían detectado antes una 'anomalía' geomagnética en la misma región y en el mismo periodo de tiempo, alrededor de 2007. Hasta ahora, el fenómeno se había considerado como una simple perturbación aislada del propio campo magnético, pero los nuevos datos han cambiado las cosas. Y es que la señal gravitatoria y la señal magnética podrían ser las dos caras de una misma moneda, ambas originadas por un único y potente evento sucedido en el corazón mismo de la Tierra.

El hallazgo tiene una gran importancia, ya que la frontera entre el núcleo y el manto terrestre es una de las regiones menos comprendidas y que mayores consecuencias tiene en nuestro planeta. Ahí está, de hecho, el 'motor interno' que impulsa la actividad geofísica. La transferencia de calor desde el núcleo fundido hacia el manto sólido enfría el núcleo y genera las corrientes de convección que dan lugar al escudo magnético.

Además, el flujo de calor y materia en esta región influye en la tectónica de placas, la fuerza que mueve los continentes y, en última instancia aviva, o provoca directamente, fenómenos como el vulcanismo o los grandes terremotos. Por eso, entender lo que sucede 'ahí abajo' es fundamental para comprender la evolución de la Tierra, sus procesos geológicos, y también para predecir los fenómenos que más pueden afectarnos y que podrían, incluso, hacer que nuestro mundo dejara de ser habitable.

Hasta ahora, los científicos sólo podían estudiar esta profunda región de forma indirecta, a través de las ondas sísmicas de los terremotos. Pero la llegada de los satélites de gravedad, como la misión GRACE y su sucesora, GRACE-FO (Follow-On), lanzada en mayo de 2018, nos ha abierto una nueva ventana. Ahora, por primera vez, los científicos han conseguido una evidencia convincente de procesos dinámicos que ocurren en la base del manto a una velocidad suficientemente rápida como para ser estudiados 'mientras sucede'.

La detección del fenómeno de 2007 es, por lo tanto, un hito. Y aunque el equipo de Panet no ha encontrado otras señales de esta magnitud en los datos de los GRACE, el simple hecho de saber que existen garantiza que a partir de ahora los seguiremos buscando.