¿Podrías cavar un agujero hasta el manto de la Tierra?

Si tu familia te llevó de vacaciones a la orilla del mar cuando eras pequeño, probablemente recuerdes la emocionante sensación de cavar en la arena mojada con una pala de plástico. A medida que el agujero se hizo más grande y más profundo, naturalmente te preguntaste qué pasaría si seguías cavando y cavando. ¿Qué tan profundo podrías llegar? ¿Realmente emergerías de la tierra en algún lugar de China, como tu hermano o hermana mayor trató de hacerte creer? Desafortunadamente, nunca llegaste a averiguarlo, porque justo cuando comenzabas a hacer un progreso real, era hora de empacar la sombrilla de playa, ir a buscar un cono de helado y dar un paseo de 10 centavos en el pony mecánico. en el malecón Pero aún así, en algún lugar en el fondo de tu mente, te has preguntado qué pasaría si alguien cavara un hoyo muy, muy profundo..

Bueno, es posible que no tenga que preguntarse más si un equipo internacional de científicos que se hacen llamar el proyecto MoHole To the Mantle de 2012 tiene éxito en su búsqueda. Cuentan con el apoyo internacional para un esfuerzo de $ 1 mil millones en el que un buque de perforación de aguas profundas japonés, el Chikyu, excavaría en el fondo del Océano Pacífico para excavar más profundo que nadie antes. El plan es atravesar la corteza terrestre, la capa superior rocosa del planeta, que tiene de 18 a 37 millas (30 a 60 kilómetros) de espesor en tierra, pero tan solo 3 millas (5 kilómetros) de espesor en su parte más delgada. manchas en el fondo del océano [fuente: Osman]. Si la plataforma de perforación de Chikyu atraviesa un límite de transición llamado Moho, alcanzaría el manto de la Tierra, la misteriosa capa de 1,740 millas (2,900 kilómetros) de espesor entre la corteza y el núcleo fundido y caliente del planeta [fuentes: USGS , ScienceDaily ] .

A diferencia de su fantasía infantil, los científicos no tienen la ambición de perforar un túnel a través del planeta. Eso probablemente ni siquiera sea posible, ya que el enorme calor y la presión dentro de la Tierra harían imposible arrastrarse por ese pasadizo, incluso si de alguna manera no colapsara. Pero llegar al manto, una capa de la que sabemos relativamente poco, y recuperar una muestra sería un logro científico de tal magnitud que algunos lo han llamado la versión geológica del alunizaje . En este artículo, explicaremos la dificultad de cavar un hoyo tan profundo y lo que podemos ganar con ello.

1. ¿Qué es el manto de la Tierra?
2. ¿Qué tan difícil es cavar tan profundo?
3. ¿Qué aprenderemos al excavar hasta el manto?

Es asombroso pensar que podemos estar gastando $ 1 mil millones para perforar a través del Moho, cuando consideras que hace un siglo más o menos, ni siquiera sabíamos que existía ese límite. En 1909, Andrija Mohorovičić, un investigador croata, descubrió que a unas 20 millas (50 kilómetros) dentro de la Tierra, las ondas provocadas por los terremotos viajaban más rápido que más cerca de la superficie. Si bien los científicos ya tenían al menos una vaga noción de que la Tierra tenía capas, el trabajo de Mohorovičić sugirió que había un límite claro entre la corteza y una capa debajo de ella que tenía una composición y propiedades físicas diferentes. En su honor, ahora llamamos a ese límite Moho [fuente: Osman ].

Desde entonces, los científicos han logrado aprender un poco más sobre el manto, la capa que se encuentra debajo del Moho, que representa el 83 por ciento del volumen de la Tierra y el 67 por ciento de su masa Encyclopaedia Britannica . La forma más fácil de entender esto es pensar en la Tierra como un pastel de chocolate. La gruesa capa exterior de chocolate glaseado y masa horneada es sólida pero elástica. Esa es la corteza. Debajo de eso, sin embargo, hay muchas cosas viscosas y pegajosas. Por supuesto, esa es una analogía limitada, porque la Tierra no está llena de crema. En cambio, el manto está hecho de roca fluida fundida llamada magma . Parte de ese magma es expulsado por los volcanes, por lo que sabemos que en la parte superior del manto, es decir, las 620 millas (1000 kilómetros) superiores, parece estar compuesto principalmente de óxidos de silicio, magnesio y hierro, con cantidades más pequeñas de óxido de aluminio, calcio óxido y álcalis arrojados a la mezcla [fuente: Encyclopedia Britannica ].

Dicho esto, nuestro conocimiento del manto es bastante limitado. Los científicos no pueden bajar y mirarlo, y nunca han tenido una muestra pura tomada directamente de las profundidades para analizar. Eso es lo que espera lograr el proyecto MoHole to the Mantle de 2012.

Va a ser bastante duro. Sabemos esto porque los científicos intentaron hacerlo una vez antes. A principios de la década de 1960, perforaron cinco agujeros en el fondo del océano cerca de la isla Guadalupe en el Océano Pacífico oriental a una profundidad de 11.700 pies (3.566 metros). El agujero más profundo solo penetró 600 pies (183 metros) en la corteza, pasando el sedimento en la superficie hacia una subcapa de roca dura. Desafortunadamente, no llegaron mucho más lejos. Algunos miembros del Congreso de los EE. UU. pensaron que cavar hasta el manto no valía la pena, y en 1966 cancelaron el proyecto [fuente: Academias Nacionales ].

Casi medio siglo después, los científicos tienen la esperanza de que EE. UU., Japón y otros países unirán sus recursos para cubrir el costo. Pero los desafíos físicos de perforar el manto siguen siendo bastante abrumadores. Incluso si los científicos encuentran la sección más delgada posible de la corteza en el fondo del océano, eso todavía significa perforar al menos varias millas de roca sólida. Para hacer las cosas más difíciles, a medida que perforan más profundamente en la Tierra, se encontrarán con temperaturas extremas, posiblemente superiores a los 1000 grados Fahrenheit (538 grados Celsius), y cantidades fantásticas de presión, tanto como 4 millones de libras por pie cuadrado en la vecindad del manto. Con esa fuerza aplastante comprimiendo el equipo, será un desafío mantenerlo en funcionamiento, y mucho menos empujar el material que se está excavando de regreso a la superficie.Yirka ].

Sin embargo, en el lado positivo, en los últimos 50 años, gracias a la perforación en aguas profundas por parte de la industria petrolera , la tecnología de perforación ha avanzado significativamente. Tenemos brocas, herramientas e instrumentos mejorados que son mucho más capaces de soportar el calor y la presión. Y gracias al GPS y otros avances, es mucho más fácil mantener un barco de perforación exactamente en el mismo lugar en aguas profundas. Los investigadores ahora también saben más sobre la corteza oceánica y cómo se forma, y ​​sobre las diferencias entre la corteza y el manto, según Damon Teagle del Centro Nacional de Oceanografía en Southampton, Inglaterra, uno de los líderes del proyecto. "Tenemos una comprensión mucho mejor de lo que estamos tratando de hacer", explicó en una entrevista de 2011 [fuente: Cooper ].

Si los científicos no encuentran problemas imprevistos, lo cual es un gran problema, por supuesto, les podría llevar entre 18 meses y dos años profundizar hasta el manto. Esperan comenzar en 2013 o el año siguiente y completar el proyecto antes de que finalice la década [fuente: Cooper ].

Con suerte, mucho. Como explicamos anteriormente, el conocimiento sobre el manto de la Tierra es bastante limitado, porque no podemos ir allí y nunca hemos tenido una muestra pura de él. En cambio, los científicos han tratado de averiguarlo estudiando las ondas sísmicas y examinando la roca fundida que sale de los volcanes . También intentaron obtener pistas sobre la composición del manto mediante el estudio de meteoritos , que se forjaron a partir de los mismos desechos espaciales que nuestro planeta [fuente: Osman ].

Pero todas esas fuentes dejan muchas preguntas sin respuesta. Si los científicos finalmente obtienen parte del manto para estudiar, pueden obtener nuevos conocimientos sobre cómo se formó la Tierra hace miles de millones de años, cómo se convirtió en el núcleo, el manto y la corteza, y cómo comenzó la tectónica de placas. Si pueden aprender más sobre la combinación precisa de productos químicos e isótopos en el manto, pueden tener una mejor idea de cómo el manto transfiere los productos químicos a la superficie [fuente: Osman ].

Más importante aún, pueden aprender exactamente cómo el movimiento de la roca fluida del manto afecta la corteza terrestre, en particular cómo las placas tectónicas se empujan y tiran entre sí [fuente: Cooper ] Saber más sobre el manto y cómo interactúa con la corteza podría algún día incluso ayudarnos a predecir eventos como terremotos y erupciones volcánicas [fuente: Matsu'ura ].

Pero una de las posibilidades más tentadoras es que los científicos puedan encontrar vida en las profundidades de la Tierra. No estamos hablando de los monstruos que imaginó Julio Verne en "Viaje al centro de la Tierra", sino de organismos diminutos y primitivos llamados extremófilos , que han evolucionado para resistir presiones extremas y altas temperaturas (como los microscópicos "gusanos de infierno" encontrado en el fondo de un oro sudafricanomina). Los científicos ya han encontrado tales organismos en el fondo del océano más profundo. Si pueden existir aún más profundo en la Tierra, los científicos especulan que tales organismos podrían contener enzimas únicas u otras características que los investigadores podrían utilizar para desarrollar biotecnología. Aún más importante, podrían ayudarnos a comprender los límites fisiológicos de la vida [fuente: Osman ].

Nota del autor: ¿Podrías cavar un agujero hasta el manto de la Tierra?

Cuando era niño en la década de 1960, me encantaba leer historietas, y una de mis favoritas era la versión clásica ilustrada de la novela de Julio Verne "Viaje al centro de la Tierra". En particular, me fascinó la ilustración de la portada, en la que los personajes flotan en el pasaje subterráneo del mar que Verne imaginó y son atacados por monstruos marinos prehistóricos. La viveza de esa imagen contribuyó a mi decepción unos años más tarde, cuando me enteré en la clase de ciencias de la escuela primaria que la Tierra estaba llena de roca fundida, lo que parecía considerablemente menos interesante.

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