A principios de la primavera de 1961, un grupo de geólogos comenzó a perforar un agujero en el fondo marino frente a la costa del Pacífico de Baja California. La expedición, la primera, si es de este tipo, fue la fase inicial de un proyecto destinado a atravesar la corteza terrestre y alcanzar el manto subyacente. Poco sabían que sus esfuerzos pronto se verían ensombrecidos cuando John F. Kennedy lanzó la carrera a la luna en mayo de ese año.
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A fines de 1972, después de gastar miles de millones de dólares y gracias al esfuerzo colectivo de miles de científicos e ingenieros, seis misiones Apolo aterrizaron en el compañero orbital de la Tierra y trajeron a casa más de 841 libras de rocas lunares y tierra.
Mientras tanto, los geólogos terrestres que soñaban con echar un vistazo al funcionamiento interno de la Tierra se quedaron con las manos vacías con los restos de varios programas gracias a los recortes presupuestarios.
Desde la década de 1960, los investigadores han intentado perforar el manto de la Tierra, pero aún no han tenido éxito. Algunos esfuerzos fracasaron debido a problemas técnicos; otros han sido víctimas de varios tipos de mala suerte, incluyendo, como se descubrió después del hecho, elegir lugares inoportunos para perforar. Sin embargo, esos esfuerzos han demostrado que existe la tecnología y la experiencia para perforar el manto. Y ahora la primera fase del intento más reciente de llegar a esta parte importante de nuestro planeta es aburrida a través de una delgada sección de la corteza oceánica en el suroeste del Océano Índico.
No se preocupe: cuando los perforadores eventualmente perforan el manto, la roca fundida caliente no surgirá por el agujero y se derramará sobre el fondo marino en una erupción volcánica. Aunque las rocas del manto fluyen, lo hacen a una velocidad similar a la tasa de crecimiento de una uña, dice Holly Given, geofísica de la Institución de Oceanografía Scripps en San Diego.
El manto es la parte más grande de este planeta que llamamos hogar, pero los científicos saben relativamente poco al respecto a través del análisis directo. La delgada capa de corteza en la que vivimos constituye aproximadamente el uno por ciento del volumen de la Tierra. El núcleo interno y externo, masas sólidas y líquidas que están hechas en gran parte de hierro, níquel y otros elementos densos, ocupan solo el 15 por ciento del volumen del planeta. El manto, que se encuentra entre el núcleo externo y la corteza, constituye aproximadamente el 68 por ciento de la masa del planeta y un enorme 85 por ciento de su volumen.
Piense en el manto como una lámpara de lava del tamaño de un planeta donde el material capta calor en el límite entre el núcleo y el manto, se vuelve menos denso y se eleva en plumas flotantes hasta el borde inferior de la corteza terrestre, y luego fluye a lo largo de ese techo hasta que se enfría y se hunde de vuelta hacia el núcleo. La circulación en el manto es excepcionalmente lánguida: según una estimación, un viaje de ida y vuelta desde la corteza al núcleo y viceversa podría demorar hasta 2 mil millones de años.
Obtener un trozo prístino del manto es importante porque ayudaría a los científicos planetarios a determinar mejor las materias primas de las que se acreció la Tierra cuando nuestro sistema solar era joven. "Sería una verdad fundamental de lo que está hecho el mundo", dice Given. Su composición también proporcionaría pistas sobre cómo se formó inicialmente la Tierra y cómo evolucionó hasta convertirse en el orbe de varias capas que habitamos hoy, dice ella.
Los científicos pueden inferir mucho sobre el manto, incluso sin una muestra. Las velocidades y los caminos de las ondas sísmicas generadas por el terremoto que atraviesan el planeta proporcionan información sobre la densidad, la viscosidad y las características generales del manto, así como sobre cómo esas propiedades varían de un lugar a otro. También lo hace la velocidad a la que la corteza terrestre se eleva hacia arriba después de ser cargada por enormes capas de hielo que recientemente (en términos geológicos) se derritieron.
Las mediciones de los campos magnéticos y gravitacionales de nuestro planeta imparten aún más información, reduciendo los tipos de minerales que se pueden encontrar en las profundidades, dice Walter Munk, un oceanógrafo físico en Scripps. El científico, que ahora tiene 98 años, formó parte de un pequeño grupo de investigadores que ideó por primera vez la idea de perforar el manto en 1957. Pero estos métodos indirectos solo pueden decirle mucho a un científico, señala. "No hay sustituto para tener una parte de lo que quieres analizar en tus manos".
Los investigadores tienen muestras del manto en la mano, pero no son inmaculadas. Algunos de ellos son trozos de roca llevados a la superficie de la Tierra por volcanes en erupción. Otros fueron empujados hacia arriba por colisiones arrugándose entre placas tectónicas. Sin embargo, otros han subido al fondo marino a lo largo de las crestas del océano medio de lenta expansión, dicen los geólogos Henry Dick y Chris MacLeod. Dick, de la Institución Oceanográfica Woods Hole en Massachusetts, y MacLeod, de la Universidad de Cardiff en Gales, son co-líderes de la expedición de perforación profunda que acaba de concluir en el suroeste del Océano Índico.
Todas las muestras de manto actuales han sido alteradas por los procesos que las llevaron a la superficie de la Tierra, expuestas a la atmósfera o sumergidas en agua de mar durante largos períodos de tiempo, posiblemente todo lo anterior. Esas muestras de manto expuestas al aire y al agua probablemente han perdido algunos de sus elementos químicos originales más fáciles de disolver.
De ahí el gran deseo de obtener un trozo de manto inmaculado, dice Dick. Una vez disponibles, los científicos podrían analizar la composición química general de una muestra, así como su mineralogía, evaluar la densidad de la roca y determinar con qué facilidad conduce el calor y las ondas sísmicas. Los resultados podrían compararse con los valores inferidos de mediciones indirectas, validando o disputando esas técnicas.
Perforar todo el camino hasta el manto también daría a los geólogos una mirada a lo que llaman la discontinuidad de Mohorovičić, o Moho, para abreviar. Por encima de esta zona misteriosa, llamada así por el sismólogo croata que la descubrió en 1909, las ondas sísmicas viajan a alrededor de 4.3 millas por segundo, una velocidad consistente con las ondas que viajan a través del basalto o lava enfriada. Debajo del Moho, las olas se arrastran a unas 5 millas por segundo, similar a la velocidad a la que viajan a través de un tipo de roca ígnea pobre en sílice llamada peridotita. El Moho generalmente se encuentra entre 3 y 6 millas debajo del fondo del océano y en cualquier lugar entre 12 y 56 millas debajo de los continentes.
Esta zona se ha considerado durante mucho tiempo el límite de la corteza-manto, donde el material se enfría y se adhiere gradualmente a la corteza suprayacente. Pero algunos estudios de laboratorio sugieren que es posible que el Moho represente la zona donde el agua que se filtra desde la corteza suprayacente reacciona con peridotitas del manto para crear un tipo de mineral llamado serpentina. Esta posibilidad es emocionante, sugieren Dick y MacLeod. Las reacciones geoquímicas que generan serpentina también producen hidrógeno, que luego puede reaccionar con el agua de mar para producir metano, una fuente de energía para algunos tipos de bacterias. O, señalan los investigadores, el Moho podría ser algo completamente desconocido para la ciencia.
La clave para desbloquear los secretos del manto es encontrar la ubicación correcta para perforar. El material del manto se eleva al fondo del océano en las crestas del océano medio, donde las placas tectónicas se separan lentamente. Pero esas muestras simplemente no funcionarán. Trabajar a través de unas pocas millas de corteza debajo del fondo del océano cambia el material considerablemente, haciendo que la muestra del manto no sea representativa de lo que hay dentro de la Tierra. Y perforar más profundo en una de estas crestas también es problemático, dice Dick. "En una cresta oceánica o en sus flancos inmediatos, la corteza está demasiado caliente para perforar más de uno o dos kilómetros".
Entonces él y sus colegas están perforando en un lugar en el suroeste del Océano Índico llamado Atlantis Bank, que se encuentra a unas 808 millas al sureste de Madagascar. Muchos factores hacen de este lugar un excelente lugar para que la expedición pueda perforar, dice Dick.
La geóloga estructural Carlotta Ferrando examina algunos núcleos en busca de fracturas y venas que pueden decirle si las rocas se han deformado. (Bill Crawford, IODP JRSO) 
Los pequeños granos minerales deformados en esta muestra de la corteza inferior, cortados en rodajas finas y encajonados entre los materiales para que transmitan luz polarizada, narran cómo la roca parcialmente fundida fue exprimida y estirada a medida que se elevaba hacia el fondo marino en Atlantis Bank. (Bill Crawford, Programa Internacional Ocean Discovery) 
El geólogo James Natland (izquierda) y el codirector científico de expedición Henry Dick (centro) y Chris MacLeod (derecha) analizan lo que el equipo cree que es el núcleo más amplio jamás recuperado por el programa de perforación oceánica. (Benoit Ildefonse, IODP) Por un lado, este parche de fondo marino del tamaño de Denver se asienta sobre la corteza oceánica que tiene aproximadamente 11 millones de años, lo que lo hace lo suficientemente frío como para perforar. Por otro lado, la parte superior del banco es una meseta de 9.7 millas cuadradas que se encuentra a 2, 300 pies de la superficie del océano. Eso hace que tocar el fondo del océano allí, a diferencia del fondo marino profundo de 3.7 millas cercano, sea obvio. Las fuertes corrientes oceánicas en el área han evitado que los sedimentos se acumulen en el fondo marino, manteniendo la corteza allí en gran parte expuesta. También es relativamente delgada: un estudio sísmico previo del área encontró que la corteza allí tiene solo 1.6 millas de espesor.
Además, la corteza oceánica debajo del Atlantis Bank se formó en una sección de la cresta del océano medio donde las capas superiores de la corteza naciente se extendieron en una dirección desde la grieta, mientras que las capas inferiores se movieron en la otra. Los científicos aún no están seguros de cómo o por qué sucedió esto. Pero, debido a esta supuesta extensión asimétrica, que probablemente ocurre en una fracción sustancial de las crestas oceánicas del mundo, Atlantis Bank no está envuelto en capas frágiles de corteza superior que pueden romperse y caer en un agujero mientras se perfora., dice Dick. Tales desechos pueden dañar la broca o hacer que se agarrote, así como dificultar la extracción de pequeños trozos de roca y lodo del pozo.
A pesar de los beneficios de la perforación en Atlantis Bank, la expedición ha sufrido reveses comunes a muchos proyectos de perforación oceánica. Los problemas con la carga del barco retrasaron un día la salida del equipo de Colombo, Sri Lanka. Una vez en el sitio, el equipo rompió una broca, pero antes de que pudieran sacar las piezas de su agujero, tuvieron que empacar y llevar a un miembro de la tripulación enfermo al norte hacia Mauricio para encontrarse con un helicóptero en tierra para una evacuación médica. El barco, llamado Resolución JOIDES, regresó después de casi una semana de distancia y luego tuvo que pasar un par de días usando un imán fuerte para tratar de recuperar las piezas de su broca rota.
Nunca encontraron esas piezas faltantes. Pero durante un último esfuerzo usando un fuerte vacío para tratar de sorberlos, la expedición recuperó lo que podría ser el trozo de corteza oceánica de mayor diámetro jamás recuperado. El cilindro de roca oscura de grano grueso, llamado gabro, mide 7 pulgadas de ancho, tres veces el tamaño normal, y 20 pulgadas de largo.
La profundidad objetivo del equipo para esta expedición fue de 4, 265 pies en la corteza, apenas a la mitad del manto. Desafortunadamente, a partir del 22 de enero, la perforación solo había alcanzado una profundidad de 2, 330 pies debajo del fondo marino.
Para cuando se publique este artículo, las operaciones de perforación concluirán en Atlantis Bank, para esta etapa del proyecto. Esperamos que una segunda parte de la misión, ya aprobada, complete la tarea y aproveche el manto. Pero eso podría ser de dos a cinco años a partir de ahora. La competencia por el tiempo de envío de otros equipos que desean perforar en otras partes del mundo es feroz, dice Dick.
Sin embargo, el equipo científico no saldrá de la primera fase de este proyecto con las manos vacías, dice MacLeod. Recuperar muestras de toda la corteza terrestre también es importante. "No tenemos idea de cuál es la composición global de la corteza oceánica en ningún lugar del mundo", dice Dick. Las rocas de la corteza inferior previamente recuperadas de otros sitios de perforación profunda no se parecen en nada a lo que esperaban los investigadores, dice.
El proyecto Atlantis Bank proporcionaría una mirada a la composición química de la corteza inferior. Y un perfil completo a través de toda la capa ayudaría a los científicos a comprender cómo los magmas se transforman química y físicamente allí, incluida la forma en que las rocas del manto se cristalizan y se adhieren a la superficie inferior de la corteza.
Una vez que los investigadores finalmente obtienen su muestra de manto, otros equipos pueden aprovechar el proyecto con sus propios experimentos, dice MacLeod. "Las expediciones futuras pueden estar arrojando instrumentos por el agujero en los años venideros". Por ejemplo, los sismólogos pueden enviar sensores al agujero de millas de profundidad y luego medir directamente las velocidades de las ondas sísmicas que pulsan a través de la corteza terrestre, en lugar de inferirlas a través del laboratorio. pruebas en pequeñas muestras de roca. Los investigadores también pueden bajar una serie de sensores de temperatura en el agujero para medir el flujo de calor desde el interior de nuestro planeta.
Sin lugar a dudas, las muestras de la corteza oceánica y el manto eventualmente recuperados del Atlantis Bank, así como los datos recopilados del agujero dejado atrás, mantendrán a los geólogos y geofísicos ocupados en las próximas décadas. Pero la paciencia es una virtud, y esperar su tiempo es lo que Dick, MacLeod y sus hermanos geofísicos han estado haciendo durante décadas.
Nota del editor: este artículo se ha actualizado para corregir la atribución de una encuesta sísmica de Atlantis Bank.
