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El manto superior de la Tierra es una capa de roca sólida que se encuentra justo debajo de la corteza terrestre y se extiende hasta una profundidad de aproximadamente 660 kilómetros. Está compuesto principalmente de minerales como el olivino y el piroxeno, y su comportamiento es tanto rígido como plástico en ciertas zonas.
El manto superior es esencial en la tectónica de placas, ya que su fluidez permite el movimiento de las placas tectónicas sobre él. Comprender sus dinámicas es crucial para conocer el magmatismo terrestre (procesos geológicos relacionados con la formación, ascenso, enfriamiento y solidificación del magma), la formación de la corteza y el ciclo de elementos entre el interior sólido de la Tierra, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera.
Sin embargo, el manto es difícil de muestrear, ya que la mayor parte de nuestra información directa sobre él proviene de rocas extraídas del fondo del océano o de mantos antiguos que se han depositado sobre la corteza en forma de ofiolitas. Estas son secuencias de rocas que se originan en la corteza oceánica y el manto superior de la Tierra, pero que han sido transportadas y emplazadas sobre la corteza continental.
Una investigación publicada este viernes en Science describe las muestras de roca más profundas jamás halladas en el manto de la Tierra, extraídas a través de una perforación de 1,268 metros de profundidad en el manto bajo del fondo marino. Las rocas, dice el estudio, ofrecen información sin precedentes sobre los procesos que conducen a la formación de la corteza.
La investigación se desarrolló a bordo de la Expedición 399 del Proyecto Internacional de Perforación Oceánica, una misión que se llevó a cabo en 2023 con el objetivo de estudiar la tectónica de placas y la dinámica del manto terrestre en la región del Atlántico Norte, específicamente en las zonas de las dorsales mesoatlánticas y márgenes continentales. El programa es parte de un esfuerzo para expandir el conocimiento sobre los procesos que ocurren bajo los océanos, donde se forma la mayor parte de la corteza terrestre.
¿Qué esconde el manto de la Tierra?
Los investigadores recuperaron entonces un núcleo intacto de rocas del manto de una franja del fondo marino donde la corteza es especialmente delgada. Su objetivo era una montaña submarina llamada Macizo Atlantis, una estructura geológica ubicada en el Atlántico Norte, cerca de la dorsal mesoatlántica.
El Macizo Atlantis es un lugar de gran interés científico porque expone las rocas del manto terrestre, algo poco común debido a la delgadez extrema o ausencia de la corteza oceánica en esta región. La montaña se eleva más de 4,000 metros desde el fondo del océano.
Las rocas recién recuperadas no son prístinas, es decir, han sido alteradas por procesos geológicos posteriores a su formación en el manto. Algunas, dice la investigación, están alteradas hasta en un 40%, pero otras lo están completamente, lo que hace más difícil rastrear su historia. Es como leer el informe escolar de un niño que cayó en un charco: “las calificaciones se pueden descifrar, pero los detalles en la nota del maestro que lo acompaña son ilegibles”, escribe Eric Hellebrand, geólogo de la Universidad de Utrecht, en un artículo de Perspectives en la revista científica Science, comentando la investigación.
Los científicos, sin embargo, informan que gracias a los primeros análisis encontraron composiciones empobrecidas con variaciones notables en la mineralogía del manto controladas por el flujo de fusión. Lo que significa que las rocas del manto han experimentado procesos de fusión parcial, donde parte del material se ha derretido y migrado, dejando detrás un residuo empobrecido en elementos y minerales que normalmente se encuentran en el manto primitivo. Las rocas del manto en esta zona, sin embargo, describen los investigadores, presentan inclinaciones que son menos pronunciadas de lo que esperaban, lo que sugiere que el magma no se movió de forma recta hacia arriba, sino en ángulos oblicuos.
Este tipo de cambios en las rocas es similar, dicen, a lo que se observa en un campo hidrotermal cercano a la zona de la perforación, llamado Lost City, donde los fluidos calientes emergen del fondo marino y modifican las rocas a su alrededor. Esto propone que los procesos hidrotermales que afectan las rocas en Lost City también están presentes en esta región del manto. Los análisis futuros podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor esta red subterránea del manto que alimenta los volcanes del fondo marino.
Más adelante, también se podría conocer los límites de la vida en entornos extremos donde no hay luz y muy pocas fuentes de alimento, pues las rocas encontradas contienen indicios tentadores de actividad microbiana.