El manto terrestre es un lugar hostil para los seres humanos. Está sometido a grandes presiones (un millón de veces superior a la encontrada al nivel del mar) y altas temperaturas (700-3.500°C), circunstancias que lo transforman en un lugar inaccesible y a la vez cautivador para la comunidad científica.
Este es justamente el objeto de estudio de la Dra. María Isabel Varas-Reus, geóloga de larga trayectoria que acaba de ingresar a nuestro Departamento de Geología como profesora Asistente. Su ingreso formal a la U. Chile ocurrió el pasado 01 de marzo de 2024.
"El manto no lo vemos porque está profundo, pero es importante porque sus procesos nos permiten entender lo que ocurre acá arriba en la corteza", dice desde su oficina recién estrenada.
Procesos profundos
Junto a la corteza y el núcleo, el manto es una de las tres capas de la Tierra. Es una estructura enorme, que supone el 80% del volumen total de nuestro planeta. Para dimensionar su tamaño, basta decir que se encuentra a unos 6-50 km bajo nuestros pies y desde ahí se proyecta en profundidad hasta los 2.900 km, en el límite con el núcleo. Todos los procesos tectónicos de nuestra corteza, desde la formación de las montañas a los fondos oceánicos y yacimientos minerales, encuentran su explicación en los procesos profundos del manto.
A pesar de sus dimensiones colosales, la Dra. Varas-Reus trabaja con él a pequeña escala, a nivel geoquímico, estudiando el comportamiento de los elementos de la tabla periódica en tales profundidades y temperaturas. Dentro de este mundo, la académica se ha especializado en la geoquímica isotópica estable de alta temperatura, campo de investigación que, gracias a la tecnología, ha mostrado un importante desarrollo en los últimos diez años.
Justamente, la Dra. Varas-Reus trabajará en los laboratorios del Departamento de Geología en la Espectrometría de Masa con Plasma Acoplado Inductivamente, técnica analítica que permite detectar concentraciones de elementos químicos inferiores a 1.000 ppm en muestras de roca.
En su extensa trayectoria, la Dra. Varas-Reus ha obtenido reconocimiento científico y mediático: en 2019 fue la autora principal de un trabajo que detectó vínculos geoquímicos entre las rocas del manto y meteoritos del sistema solar, lo que llevó al grupo de investigación a concluir que parte de la atmósfera y el agua terrícola tenían su origen en el espacio exterior. El trabajo fue publicado en la revista de alto impacto Nature Geoscience.
Desafíos en el estudio del manto
Llegar hasta el manto representa un enorme desafío técnico. Dado que se encuentra a una profundidad considerable, la ciencia ha conocido su estructura por técnicas indirectas, ya sea:
- Estudiando rocas del manto en la corteza de la Tierra, como aquellas presentes en Pali Aike (Patagonia chilena), Ronda (España), Beni Bousera (Marruecos), Francia, Japón y Hawaii, entre otros sitios. Estas rocas, llamadas peridotitas, son el principal objeto de estudio de la Dra. Varas-Reus.
- O bien por métodos geofísicos, enviando pulsos electromagnáticos hacia las profundidades y determinando la composición química de esta zona del planeta en base a los tipos de onda recibidas como respuesta.
Entre las décadas de los '50 y '70, Estados Unidos y la Unión Soviética hicieron los primeros intentos serios por llegar al manto por métodos directos, es decir, perforando la corteza terrestre. Ambos esfuerzos fueron suspendidos por los enormes costos y desafíos técnicos de la tarea.