En 1961, geólogos de la costa del Pacífico de México se embarcaron en un audaz viaje a una tierra extranjera: el interior del planeta. Desde un barco, su objetivo era perforar la fina capa de la corteza terrestre y tomar una muestra del manto, la capa de roca densa de 2900 kilómetros de espesor que alimenta las erupciones volcánicas y constituye la mayor parte de la masa del planeta. El taladro solo llegó a unos doscientos metros por debajo del lecho marino antes de que el proyecto se hundiera debido a los costos en espiral. Pero la búsqueda, uno de los santos griales de la geología, permaneció.
Este mes, los investigadores a bordo del Resolución JOIDESel buque insignia del Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos (IODP), dice finalmente lo han logrado. Perforando debajo del lecho marino en el Océano Atlántico medio, han recolectado un núcleo de roca de más de 1 kilómetro de largo, que consiste principalmente en peridotita, una especie de roca del manto superior. Aunque no está claro cuán prístinas e inalteradas son las muestras, es seguro que los cilindros de roca gris verdosa presentan un nuevo récord sin precedentes, dice Susan Lang, biogeoquímica de la Institución Oceanográfica Woods Hole y codirectora del crucero. “Estos son los tipos de rocas que esperábamos recuperar desde hace mucho tiempo”.
Los investigadores en tierra son siguiendo ansiosamente los registros científicos diarios del barco a medida que continúa perforando, dice Jessica Warren, geoquímica del manto de la Universidad de Delaware. “Llegar a estas cosas realmente nuevas ha sido un sueño durante décadas y décadas”, dice ella. “Finalmente vamos a ver el Mago de Oz”.
Las muestras pueden ayudar a responder una serie de preguntas, dice Johan Lissenberg, un petrólogo ígneo de la Universidad de Cardiff a bordo del barco. Pueden proporcionar evidencia directa de cómo la composición de la corteza oceánica difiere del manto superior y mejores estimaciones de la abundancia de elementos en la principal reserva de roca del planeta. Las muestras del manto también ayudarán a los investigadores a comprender cómo se derrite el magma del manto y se eleva a través de la corteza para impulsar el vulcanismo, dice Lissenberg. «Esto podría ser todo un paso adelante para comprender el magmatismo y la composición global de la Tierra a granel».
El proyecto de 1961, llamado Proyecto Mohole, fue el primero de un puñado de intentos fallidos de alcanzar el manto. Recibió su nombre de la discontinuidad de Mohorovičić, o «Moho», un límite geofísico definido por un aumento repentino en la velocidad de las ondas sísmicas donde la corteza, una mezcla de rocas cristalizadas del derretimiento del manto y alteradas por el agua, da paso a las más manto homogéneo. El Moho se encuentra a unos 35 kilómetros por debajo de la gruesa corteza continental. Pero está solo a unos 7 kilómetros por debajo de la corteza oceánica. Y es aún menos profundo en el sitio de perforación del Resolución JOIDES en la Dorsal del Atlántico Medio, donde las placas tectónicas de América del Norte y Eurasia se están separando, forzando el manto hacia arriba.
Recuperar un núcleo largo del manto no era el objetivo principal del crucero, que está investigando el macizo de la Atlántida, una montaña submarina, en busca de pistas sobre el origen de la vida. Las rocas del macizo contienen mucho olivino, un mineral que reacciona con el agua en un proceso llamado serpentinización. Las reacciones generan hidrógeno, que sirve como fuente de energía para la vida microbiana en la «Ciudad Perdida», un complejo cercano de chimeneas minerales en el fondo del océano depositadas por chorros de agua sobrecalentada.
Durante mucho tiempo se ha teorizado que la vida podría haberse originado en tales entornos, que son ricos en moléculas orgánicas. El crucero tenía como objetivo profundizar un agujero previamente perforado de 1,4 kilómetros de profundidad, empujando a una profundidad demasiado caliente para la vida, donde podrían acechar compuestos orgánicos que podrían haber proporcionado la materia prima para la vida más temprana. Pero el progreso fue lento.
Entonces, el barco regresó a otro sitio cerca de Lost City, donde los núcleos poco profundos perforados en 2015 encontraron lo que parecían ser rocas del manto altamente alteradas por el agua de mar. Después de perforar una falla horizontal cerca del lecho marino, «la perforación salió mágicamente bien», dice Andrew McCaig, geólogo de la Universidad de Leeds y el otro científico jefe del crucero. El único contratiempo se produjo cuando las rocas de peridotita recuperadas contenían vetas de asbesto, lo que provocó mayores protocolos de seguridad.
Todavía hay espacio para el debate sobre si las rocas son una verdadera muestra del manto, dice Donna Blackman, geofísica de la Universidad de California, Santa Cruz. Se cree que la aceleración sísmica en el Moho refleja la falta de agua o minerales de calcio y aluminio en las rocas del manto. Debido a que las muestras aún muestran cierta influencia del agua de mar, Blackman dice que podría clasificarlas como corteza profunda. “Pero la petrología es interesante y especial a pesar de todo”, dice ella. Y a medida que el equipo continúa perforando rocas más profundas, dice Lissenberg, «se están volviendo más frescas».
De hecho, parece que el equipo ya está tomando muestras de roca del manto que nunca se ha derretido en magma, que luego se enfría y cristaliza en diferentes tipos de rocas de la corteza, dice Vincent Salters, geoquímico de la Universidad Estatal de Florida. Al capturar la roca en este punto, dice, los investigadores deberían poder aprender cómo se derrite, fluye y separa el magma, pistas sobre el funcionamiento de los volcanes en todo el mundo.
Las rocas también podrían responder otras preguntas básicas, como cuánto difieren las lavas recolectadas en las dorsales oceánicas, que a menudo se toman como un sustituto del manto, del manto mismo, dice James Day, un geoquímico de la Institución Scripps de Oceanografía. La abundancia de elementos radiactivos en las rocas podría mejorar las estimaciones de cuánto calor produce el manto en su conjunto, impulsando los movimientos convectivos profundos que son el motor de la tectónica de placas. Y su fuerza física puede informar estudios sobre cómo los terremotos se fracturan y propagan en el manto superior. Los núcleos también podrían ayudar a aclarar qué tan bien se mezcla el manto, reincorporando ingredientes de la corteza continental que regresan al interior de la Tierra en las fosas oceánicas profundas. “Hay mucho más en esto que comprender un pequeño trozo del fondo del océano”, dice Day.
La investigación sobre las rocas ya ha comenzado en los laboratorios a bordo del Resolución JOIDESy, finalmente, los núcleos estarán disponibles en los repositorios de IODP para todos. Pero todo el entusiasmo por las muestras de rocas también viene con algo de dulzura: la expedición puede ser una de las últimas para el barco. En marzo, la National Science Foundation (NSF) anunció que, debido a los aumentos de costos y a la falta de un acuerdo con sus colaboradores internacionales, rescindir su contrato de explotación del buque en septiembre de 2024.
El barco está en excelentes condiciones y podría continuar hasta 2028, dice Anthony Koppers, vicepresidente asociado de la Universidad Estatal de Oregón y líder en la comunidad IODP. Todavía hay una pequeña posibilidad de que el Congreso de EE. UU. financie una extensión, dice. Pero NSF aún no tiene planes para desarrollar un barco sucesor. Y los otros dos grandes contribuyentes al IODP, Europa y Japón, siguen adelante. Este mes, anunciaron la creación de IODP³, un nuevo programa mundial de perforación que hará un uso intensivo del barco de perforación de Japón, el D/V Chikyūque en el pasado ha operado principalmente en aguas cercanas a Japón.
Este fue el primer crucero de Lang en el Resolución JOIDES, y estaba asombrada de lo bien equipados que estaban sus laboratorios y lo bien informado que está su personal técnico. El éxito que están teniendo atestigua sus décadas de experiencia explorando debajo del fondo del océano, dice ella. “Es tan desafortunado que algo como esto se vaya a perder”.
