Un viaje innovador para perforar rocas en el fondo del Océano Atlántico ha brindado a los científicos la mejor visión hasta ahora de cómo podría verse la Tierra debajo de su corteza.

Los investigadores han recolectado una muestra casi intacta de 1.268 metros de largo de roca verde parecida al mármol de una región donde el manto de la Tierra, la gruesa capa interna que constituye más del 80% del planeta, ha penetrado el fondo del océano. Los ensayos, que tendrán lugar el 8 de agosto.CienciaSe han descrito proporcionar información sin precedentes sobre los procesos que conducen a la formación de la corteza.

"Teníamos esta historia en la cabeza" sobre cómo se suponía que debían verse esas rocas, pero es completamente diferente cuando "las ves sobre una mesa", dice Natsue Abe, petrólogo de la Agencia Japonesa de Ciencias y Tecnología Marinas y Terrestres en Yokohama.

Los logros de la expedición son un "hito fantástico", dice Rosalind Coggon, geóloga marina de la Universidad de Southampton, Reino Unido. "La perforación oceánica proporciona el único acceso a muestras de las profundidades de la Tierra, que son fundamentales para comprender la formación y evolución de nuestro planeta".

Scientists in hard hats and face masks examine core samles in a lab on board JOIDES Resolution research vessel

El manto oceánico de la Tierra (el tipo de corteza que se encuentra principalmente debajo de los mares de la Tierra en lugar de debajo de sus continentes) está compuesto principalmente de roca volcánica densa llamada basalto. Es mucho más delgada y más joven que la corteza continental porque las rocas se reciclan continuamente mediante los movimientos de las placas tectónicas.

El basalto se forma cuando el magma asciende a través de fisuras submarinas a lo largo de las dorsales oceánicas. El magma en sí proviene de un proceso llamado fusión parcial en el manto, que está compuesto en gran parte por minerales translúcidos, verdes y ricos en magnesio. A medida que el material se eleva en el manto, la presión sobre él cae, lo que hace que algunos de estos minerales se derritan y formen películas microscópicas de magma entre los cristales de roca.

Normalmente sólo el magma entra en erupción al fondo del océano. Pero en algunos lugares, la roca del manto también llega a la superficie, donde entra en contacto con el agua de mar en una reacción llamada serpentinización. Esto cambia la estructura de la roca, dándole una apariencia de mármol, y libera diversas sustancias, incluido el hidrógeno.

Fácil de perforar

Visitado en mayo de 2023.Resolución JOIDESun lugar donde esto sucedió: una montaña submarina llamada Macizo de la Atlántida, ubicada al oeste de la dorsal oceánica del Atlántico. El barco, de 143 metros de eslora, está equipado con una grúa de 62 metros de altura para realizar perforaciones submarinas.

Los investigadores a bordo decidieron ciudad perdida para perforar, un lugar en el lado sur del macizo. La región se caracteriza por respiraderos hidrotermales en los que los microbios extremófilos utilizan el hidrógeno que se escapa.

"Solo planeamos perforar 200 metros porque ese era el lugar más profundo que los humanos jamás habían logrado perforar en la roca del manto", dice Johan Lissenberg, petrólogo de la Universidad de Cardiff, Reino Unido. Pero la perforación fue sorprendentemente fácil y tres veces más rápida de lo habitual, y arrojó cilindros de roca largos e intactos llamados núcleos. "Así que decidimos seguir adelante", dice Lissenberg. El equipo sólo se detuvo cuando la expedición terminó según lo previsto.

Los investigadores ahora han publicado sus primeros resultados. "Lo que estamos informando es literalmente lo que se puede hacer en el barco. Un equipo de 30 científicos examinando minuciosamente los núcleos día y noche durante dos meses, documentando, centímetro a centímetro, cómo surgen".

Deep-sea drilling: Diagram showing how researchers on a ship drilled into rock that originated in the Earth's mantle.

Cuando los científicos examinaron la estructura de la roca en detalle, notaron "rasgos inclinados", una firma característica de la teoría predominante de cómo el magma se separa del manto para convertirse en parte de la corteza, dice Lissenberg. La roca del manto también estaba intercalada con otros tipos de roca en los núcleos, lo que sugiere que el límite manto-corteza no es tan nítido como suelen sugerir los datos sismográficos, dice Jessica Warren, geoquímica de la Universidad de Delaware en Newark. Estos resultados en conjunto “son cruciales para entender cómo entendemos la formación de placas tectónicas en los océanos”, afirma.

Futuro incierto

El viaje corona una valiosa carrera de cuatro décadas para elResolución JOIDES, que la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) había alquilado a una empresa privada. Pero la NSF ha anunciado que ya no puede permitirse los 72 millones de dólares anuales que cuesta operar el barco después de cumplir con sus obligaciones IODP y que el programa finalizará. Eso deja a algunos científicos, especialmente a los que están al principio de sus carreras, inseguros sobre el futuro del campo, dice Aled Evans, geólogo marino de la Universidad de Southampton.

Un “gran desafío” restante para los geocientíficos es perforar a través de la capa basáltica y a través del límite entre la corteza y el manto, lo que se conoce como discontinuidad de Mohorovičić o “Moho”. Esto les permitiría acceder a rocas vírgenes del manto que no han reaccionado con el agua de mar. "Aún no hemos profundizado en el manto real", afirma Abe. La perforación sorprendentemente fluida en Lost City es un buen augurio para estos futuros intentos del buque de investigación japonés.Chikyúpodría llevarse a cabo, añade. "Las rocas del manto son la parte más común de todo nuestro planeta", dice Evans. "Tomar muestras de ellos sería fundamental para comprender de qué está hecho nuestro planeta".