La Tierra se está desprendiendo debajo de la Sierra Nevada, muestra evidencia poco común encontrada por científicos

Por Taylor Nicioli, CNN

La sismóloga Deborah Kilb estaba revisando los registros de temblores en California de las últimas cuatro décadas cuando notó algo curioso: una serie de sismos profundos que habían ocurrido bajo la Sierra Nevada a una profundidad en la que la corteza terrestre normalmente estaría demasiado caliente y a alta presión para la actividad sísmica.

“En el norte de California, generalmente los datos (de sismos) bajan hasta unos 10 kilómetros. En el sur de California, bajan hasta un poco más de 18 kilómetros”, dijo Kilb, investigadora en el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California, San Diego, refiriéndose a las profundidades a las que suelen ocurrir los temblores en esas regiones.

Sin embargo, los sismos que detectó cerca de la región central de la cordillera fueron hasta el doble de profundos y parecen estar en curso.

“El hecho de que veamos algo de sismicidad por debajo de 20 kilómetros, como de 20 kilómetros a 40 kilómetros, es muy extraño”, dijo Kilb. “No es algo que se observe habitualmente en sismos de la corteza terrestre”.

Kilb le remarcó los datos a Vera Schulte-Pelkum, científica de investigación en el Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales y profesora adjunta de Ciencias Geológicas en la Universidad de Colorado Boulder. Schulte-Pelkum ya estaba estudiando la peculiar huella rocosa de Sierra Nevada, que había mostrado profundas deformaciones rocosas dentro de la misma zona.

Utilizando los nuevos datos, los investigadores crearon imágenes de la Sierra Nevada mediante una técnica conocida como análisis de función receptora, que utiliza ondas sísmicas para mapear la estructura interna de la Tierra. Los científicos encontraron que en la región central de la cordillera la corteza terrestre se está desprendiendo, un proceso conocido científicamente como hundimiento litosférico. Kilb y Schulte-Pelkum publicaron los hallazgos en diciembre en la revista Geophysical Research Letters.

La hipótesis coincidía con la especulación previa de que la zona había sufrido hundimiento litosférico, que ocurre cuando la capa más externa de la Tierra se hunde en la capa inferior del manto. Ahora, los autores del estudio creen que el proceso está en curso y avanza actualmente hacia el norte de la cordillera, según el estudio.

“Comparamos nuestras observaciones y nos dimos cuenta de que mis señales de la extraña composición rocosa (la disposición de las rocas) y sus extraños sismos profundos se encontraban en la misma zona”, explicó Schulte-Pelkum. “Así que decidimos analizarlo más de cerca y descubrimos toda la historia”.

Lo que ocurre bajo la Sierra Nevada podría ofrecer una perspectiva excepcional sobre cómo se formaron los continentes, según Schulte-Pelkum. El hallazgo también podría ayudar a los científicos a identificar más zonas donde este proceso ocurre, así como a comprender mejor los sismos y el funcionamiento de nuestro planeta, añadió.

La capa más externa de la Tierra, la litósfera, está compuesta por la corteza rígida y la parte superior del manto, que se encuentra en un estado más denso, pero más fluido. Esta capa también contiene la corteza oceánica de la Tierra, una capa más delgada y densa por debajo de los océanos, y la corteza continental que se sitúa sobre esta capa. Pero cómo logran existir estas subcapas en este estado ideal, con los continentes encima, es un misterio, dijo Schulte-Pelkum.

“Por suerte para nosotros, los continentes sobresalían del nivel actual del mar, porque… están compuestos de minerales menos densos en promedio”, dijo Schulte-Pelkum. “Para que se asiente más alto (en primer lugar), hay que eliminar parte de la materia densa”.

El hundimiento litosférico es el proceso por el cual los materiales más densos son arrastrados hacia el fondo, mientras que los menos densos emergen en la superficie, lo que resulta en la formación de tierra. “Consiste en verter parte de estos materiales más densos en esta capa sólida y viscosa del manto inferior, desprendiéndolos para que dejen de arrastrar los materiales menos densos que se encuentran por encima”, explicó.

En las imágenes de la Tierra bajo la Sierra Nevada, los investigadores encontraron una capa distintiva dentro del manto a una profundidad de entre 40 y 70 kilómetros. Esta capa tenía huellas específicas que cambiaban gradualmente hacia el norte, según los datos.

Si se tomara un bloque de arcilla con manchas de diferentes colores y se apretara entre las manos, las manchas comenzarían a convertirse en rayas; esto es similar a cómo aparecen las deformaciones de la roca, explicó Schulte-Pelkum.

En la Sierra Nevada del Sur, las rocas densas presentaban las franjas inherentes más fuertes y se demostró que ya se habían separado de la corteza, mientras que en la región central este proceso parece estar en curso. En la Sierra Norte, actualmente no hay signos de deformación. Esta capa distintiva dentro del manto también explicaría los sismos profundos que Kilb encontró, ya que la corteza en la región central es inusualmente gruesa debido a la tracción y también es más fría que el material caliente del manto que se encuentra típicamente a esas profundidades.

“La roca tarda mucho tiempo en calentarse o enfriarse. Así que si mueves algunas cosas, ya sabes, arrastrándolas hacia abajo o empujándolas hacia arriba, toma un tiempo para que se ajuste su temperatura”, dijo Schulte-Pelkum.

Las pruebas de este proceso han sido difíciles de conseguir. No es visible desde la superficie y es un proceso extremadamente lento. Los científicos teorizan que la Sierra Nevada del Sur completó el proceso de hundimiento litosférico hace aproximadamente de 4 a 3 millones de años, según el estudio.

Parece que estos eventos naturales ocurren ocasionalmente en todo el mundo, dijo Schulte-Pelkum. “Desde el punto de vista geológico, se trata de un proceso bastante rápido con largos períodos de estabilidad intermedios. Este (hundimiento de la litosfera) probablemente comenzó a ocurrir hace mucho tiempo, cuando empezamos a formar los continentes, y estos se han vuelto más grandes con el tiempo. Así que es algo así como un fenómeno puntual y localizado”, añadió.

La Sierra Nevada ha sido un tema de debate durante décadas en la comunidad geológica debido a una anomalía encontrada dentro del manto ubicado debajo del Gran Valle.

Mientras que algunos científicos creen que el hundimiento litosférico causó esta característica, otros piensan que puede ser causado por subducción, que es cuando una placa oceánica se hunde debajo de una placa menos densa, como la corteza continental, y cambia el paisaje, dijo Mitchell McMillan, un geólogo investigador y becario posdoctoral en Georgia Tech, quien no participó en el estudio.

“Realmente hay dos hipótesis que compiten por explicar todos estos datos, y esto no sucede muy a menudo en geología. Así que este artículo va a contribuir a toda esa discusión de una manera realmente interesante”, dijo.

Estudios adicionales en esta área también podrían ayudar a los científicos a comprender mejor cómo evoluciona la Tierra a largo plazo. Si el hundimiento litosférico continúa bajo la cordillera, se puede especular que el terreno continuará extendiéndose verticalmente, cambiando la apariencia actual del paisaje, concluyó McMillan. Pero eso podría llevar desde varios cientos de miles hasta unos pocos millones de años, añadió.

En general, se espera encontrar estos eventos en grandes cadenas montañosas o en cualquier lugar donde haya un batolito, dijo McMillan. Los Andes, una extensa cordillera de Sudamérica, es un ejemplo de otro lugar donde los científicos especulan que el hundimiento de la litosfera ocurrió en el pasado y podría seguir ocurriendo actualmente, añadió.

“Creo que este estudio en particular (destaca) la importancia de vincular estos diferentes conjuntos de datos”, dijo McMillan.

Al comprender mejor este proceso, los científicos pueden aprender más sobre las funciones del planeta y lo que ocurre debajo de su superficie, incluyendo la ocurrencia de sismos que han sido vinculados con este proceso, dijo McMillan. Por separado, el planeta Venus, que no tiene tectónica de placas como la Tierra, tiene evidencia de estos eventos de hundimiento litosférico y, al entender el proceso en la Tierra, podemos comenzar a aplicarlo a Venus, dijo.

“Es realmente fascinante pensar en cómo podrías estar haciendo senderismo en la Sierra Nevada o en las laderas, o incluso en cualquier otro lugar de un continente. Y, como saben, hay cosas sucediendo en las profundidades de las que no somos conscientes”, dijo Schulte-Pelkum.

“En cierto modo, le debemos nuestra existencia en la tierra a estos procesos que están ocurriendo. Si la Tierra no hubiera formado continentes, entonces seríamos criaturas muy diferentes. Evolucionamos porque el planeta evolucionó de la manera en que lo hizo. Así que comprender todo el sistema del que eres parte, creo que tiene valor, más allá de un menor daño económico y un menor impacto humano durante, por ejemplo, un terremoto”, añadió.

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