Hace casi veinte años, los satélites captaron una señal gravitacional inusual frente a las costas africanas, revelando una perturbación profunda en el campo gravitacional terrestre.
Los investigadores identificaron esta anomalía examinando la información recopilada por los satélites GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), que operaron entre 2002 y 2017. La señal, que se extendió unos 7.000 kilómetros, alcanzó su máxima intensidad en enero de 2007. Este período coincide con un "sacudón" geomagnético, una modificación repentina del campo magnético terrestre, lo que sugiere un vínculo entre estos dos fenómenos.
El estudio, publicado en
Geophysical Research Letters, propone que transformaciones minerales en el manto inferior provocaron una redistribución rápida de la masa, afectando tanto a la gravedad como al magnetismo.
Los satélites GRACE, una colaboración entre la NASA y el Centro alemán para la aeronáutica y la astronáutica, funcionaban en dúo para medir las ínfimas variaciones de la gravedad terrestre. Volando uno detrás del otro, detectaban las desviaciones de distancia causadas por las diferencias de atracción gravitacional, a menudo relacionadas con los movimientos de agua o de masa. En este caso, el equipo filtró las señales superficiales para aislar las provenientes de las profundidades, confirmando así el origen interno de la anomalía. Mioara Mandea, geofísica del Centro nacional de estudios espaciales en Francia, dudó inicialmente de la validez de la señal antes de participar en su interpretación.
La región concernida se sitúa en el manto inferior, una zona rocosa compuesta principalmente de silicato de magnesio, ubicada justo por encima del núcleo externo líquido. Los científicos estiman que la transformación de la perovskita en post-perovskita, un cambio de estructura cristalina bajo alta presión, provocó un desplazamiento de masa significativo. Este proceso, raramente observado, podría explicar tanto la distorsión gravitacional como el sacudón magnético, arrojando luz sobre las interacciones entre las capas terrestres.
Los satélites GRACE detectaron la anomalía gravitacional midiendo las variaciones de distancia entre ellos, revelando cambios de masa profundos.
Crédito: NASA/JPL
Mandea subraya que este descubrimiento ilustra la necesidad de cruzar diversos datos y métodos para descifrar el interior de la Tierra. Combinando gravimetría, magnetismo y otras técnicas, los investigadores pueden desvelar mecanismos ocultos, como los que originan esta anomalía. Este enfoque sinérgico promete nuevos avances en la comprensión de la dinámica profunda de la Tierra, un sistema de múltiples facetas aún ampliamente desconocido.
La transformación mineral en el manto inferior
El manto inferior, situado entre 660 y 2.900 kilómetros de profundidad, está compuesto principalmente de silicato de magnesio, un mineral que puede cambiar de estructura bajo el efecto de la presión y la temperatura. Una de estas transformaciones es el paso de la perovskita a la post-perovskita, donde los átomos se reorganizan para formar un cristal más denso.
Este fenómeno, que ocurre cerca de la frontera con el núcleo externo, puede liberar o absorber energía, provocando movimientos de masa a gran escala. En el caso de la anomalía africana, este cambio probablemente redistribuyó la roca, modificando el campo gravitacional e interactuando con el núcleo para afectar al magnetismo.
Tales transformaciones son raras y difíciles de observar directamente, pero juegan un papel clave en la convección del manto, que influye en la tectónica de placas y el vulcanismo. Los estudios de laboratorio simulan estas condiciones extremas para comprender mejor su impacto en la dinámica terrestre.
Los satélites GRACE y la medición de la gravedad
Los satélites GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) revolucionaron el estudio de la gravedad terrestre utilizando un par de ingenios idénticos volando en formación. Midiendo continuamente la distancia entre ellos, detectan las variaciones ínfimas causadas por los cambios de masa en la Tierra, como las corrientes oceánicas o los movimientos profundos.
Esta tecnología permite cartografiar las anomalías gravitacionales con una precisión sin precedentes, revelando procesos internos de otro modo invisibles. Por ejemplo, un desplazamiento de rocas en el manto puede alterar localmente la gravedad, lo que GRACE pudo identificar cerca de África.
Los datos de GRACE son esenciales para comprender no solo la estructura terrestre, sino también el clima, siguiendo las masas de agua. La misión terminó en 2017, pero sus sucesores, como GRACE-Follow On, continúan este trabajo crucial para las ciencias de la Tierra.
Fuente: Geophysical Research Letters