La inteligencia artificial permitió detectar seis estructuras inéditas cerca del límite entre el manto y el núcleo terrestre, mediante el análisis de millones de señales sísmicas.
La inteligencia artificial permitió a un equipo internacional de geofísicos identificar seis formaciones heterogéneas inéditas ubicadas cerca del límite entre el manto y el núcleo de la Tierra, a una profundidad cercana a los 3 mil kilómetros.
El descubrimiento fue posible gracias al análisis masivo de ondas sísmicas generadas por casi 5 mil terremotos de gran magnitud registrados durante más de tres décadas. Los resultados podrían aportar nueva información sobre la estructura interna del planeta y ayudar a perfeccionar los modelos científicos relacionados con el vulcanismo, el movimiento de las placas tectónicas y el campo magnético terrestre.
La investigación, encabezada por los científicos Yurui Guan y Juan Li, fue publicada en la revista Journal of Geophysical Research: Solid Earth. Para realizar el estudio, los investigadores analizaron más de dos millones de sismogramas correspondientes a terremotos registrados entre 1990 y 2024.
El procesamiento de esta enorme cantidad de información permitió identificar 175 mil señales sísmicas de alta calidad, muchas de ellas demasiado débiles para ser detectadas con facilidad mediante los métodos tradicionales de análisis.
A partir de estos registros, los investigadores lograron delimitar distintas zonas que presentan características diferentes a las del material que las rodea en una de las regiones más profundas del planeta.
Entre las áreas identificadas se encuentran sectores ubicados debajo de la placa continental de Eurasia, donde fueron detectadas formaciones con mayor densidad. También se localizaron concentraciones de material anómalo de gran extensión en Asia Central.
Otra de las regiones relevantes se encuentra debajo de la cuenca del Atlántico Sur, donde las estructuras identificadas producen alteraciones importantes en la forma en que se propagan las ondas sísmicas. A estas zonas se suman otros tres emplazamientos considerados relevantes para comprender la dinámica geológica global.
Uno de los elementos fundamentales del estudio fue el empleo de algoritmos de aprendizaje profundo para localizar señales conocidas como ondas precursoras PKP.
Estas ondas son señales sísmicas particularmente débiles que atraviesan el núcleo externo de la Tierra, compuesto principalmente por hierro en estado líquido, y posteriormente interactúan con irregularidades existentes en la base del manto inferior.
Debido a sus características, las ondas precursoras PKP pueden llegar a las estaciones sismológicas apenas unas milésimas de segundo antes que otras señales asociadas con el mismo terremoto. Durante mucho tiempo, su identificación fue complicada porque quedaban ocultas entre el ruido generado por los instrumentos y otras señales sísmicas.
El uso de redes neuronales permitió separar esas señales débiles del ruido y analizar un número mucho mayor de registros. De esta manera, los investigadores construyeron un catálogo sísmico considerablemente más amplio que los utilizados en investigaciones anteriores.
De acuerdo con el estudio, el volumen de información procesada representa aproximadamente diez veces el total de registros empleados en investigaciones previas a nivel mundial para este tipo de análisis. Esto permitió aumentar significativamente la capacidad para detectar y ubicar anomalías en la zona situada entre el manto inferior y el núcleo externo.
Las estructuras descubiertas se encuentran en una región donde las condiciones físicas son extremas. La enorme presión y las temperaturas existentes a esas profundidades modifican las propiedades de los minerales y permiten la formación de acumulaciones de materiales con características diferentes.
Los científicos consideran que algunas de estas estructuras podrían estar relacionadas con procesos que ocurrieron durante cientos de millones de años. Entre las hipótesis contempladas se encuentran los restos de antiguas placas tectónicas que se hundieron hacia el interior de la Tierra mediante procesos de subducción.
Estos fragmentos de corteza oceánica pudieron desplazarse lentamente hacia las profundidades hasta alcanzar regiones cercanas a la base del manto, donde quedaron acumulados y experimentaron transformaciones debido a las condiciones extremas.
Otra posibilidad planteada por los modelos geológicos está relacionada con Theia, el protoplaneta que, según la hipótesis ampliamente aceptada sobre la formación de la Luna, habría colisionado con la Tierra primitiva.
De acuerdo con esta explicación, parte del material resultante de aquel gigantesco impacto pudo permanecer en las profundidades del planeta y contribuir a la formación de regiones con una composición y densidad diferentes a las del manto circundante.
Estas acumulaciones son conocidas como pilas termoquímicas y constituyen uno de los objetos de estudio más importantes para comprender la dinámica del interior terrestre.
Su importancia radica en que las estructuras situadas en la base del manto no permanecen completamente aisladas del resto del planeta. Las diferencias de temperatura y composición pueden influir en los movimientos convectivos que transportan calor desde las profundidades hacia regiones superiores.
La dinámica de estas zonas puede tener consecuencias sobre diferentes procesos geológicos. El flujo de calor desde el interior de la Tierra participa en la convección del manto, un fenómeno relacionado con el movimiento de las placas tectónicas y con la actividad volcánica.
Las anomalías térmicas ubicadas cerca de la base del manto también pueden contribuir a explicar determinados episodios de vulcanismo de gran escala, debido a la forma en que el calor asciende desde las profundidades hacia zonas superiores del planeta.
Además, comprender la distribución del material en estas regiones puede ayudar a estudiar la evolución térmica de la Tierra y los procesos que ocurren en su interior.
El estudio también tiene implicaciones para la comprensión del campo magnético terrestre. El núcleo externo está compuesto principalmente por hierro líquido y su movimiento genera la geodinamo que produce el campo magnético que protege al planeta de parte de la radiación y de las partículas procedentes del espacio.
Aunque las seis estructuras detectadas se encuentran en el manto y no directamente dentro del núcleo externo, conocer mejor la interacción entre ambas regiones permite avanzar en los modelos sobre el intercambio de calor y la evolución térmica del interior terrestre.
La identificación de estas formaciones no significa que los científicos hayan observado directamente las estructuras. Debido a que se encuentran a miles de kilómetros bajo la superficie, su existencia y características se infieren mediante el comportamiento de las ondas sísmicas al atravesar el interior del planeta.
Precisamente por ello, el procesamiento mediante inteligencia artificial representa un avance importante. La capacidad de analizar millones de registros permite encontrar patrones que podrían pasar inadvertidos cuando los datos se estudian individualmente.
Los investigadores continuarán ampliando la cobertura temporal y geográfica de estas señales para obtener una imagen más detallada del manto inferior. La incorporación de nuevos registros podría permitir determinar con mayor precisión la extensión, composición y evolución de las estructuras detectadas.
El hallazgo abre así nuevas líneas de investigación sobre la historia geológica de la Tierra y sobre la manera en que los materiales se desplazan y permanecen almacenados en las regiones más profundas del planeta.
Con más datos sísmicos y herramientas de análisis cada vez más avanzadas, los científicos esperan seguir refinando los modelos del interior terrestre y comprender mejor los procesos que, aunque ocurren a miles de kilómetros bajo nuestros pies, influyen en fenómenos que pueden llegar hasta la superficie.
