A principios de la primavera de 1961, un grupo de geólogos comenzó a perforar un agujero en el fondo marino de la costa del Pacífico de Baja California. La expedición, la primera de este tipo, era la fase inicial de un proyecto destinado a perforar la corteza terrestre y llegar al manto subyacente. Poco sabían que sus esfuerzos se verían pronto eclipsados cuando John F. Kennedy lanzó la carrera hacia la Luna en mayo de ese año.

A finales de 1972, tras gastar miles de millones de dólares y mediante el esfuerzo colectivo de miles de científicos e ingenieros, seis misiones Apolo aterrizaron en la compañera orbital de la Tierra y trajeron a casa más de 2.500 kilos de rocas y suelo lunar.

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 intentos han fracasado debido a problemas técnicos; otros han sido presa de diversos tipos de mala suerte, incluyendo, como se descubrió después, la elección de lugares inoportunos para perforar. Sin embargo, esos esfuerzos han demostrado que la tecnología y la experiencia para perforar hasta el manto existen. Y ahora la primera fase del intento más reciente de llegar a esta importante parte de nuestro planeta es perforar una fina sección de la corteza oceánica en el suroeste del Océano Índico.

No te preocupes: cuando los perforadores acaben perforando el manto, la roca fundida caliente no subirá 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 del crecimiento de una uña, dice Holly Given, geofísica del Instituto Scripps de Oceanografía en San Diego.

El manto es la parte más grande de este planeta que llamamos hogar, y sin embargo los científicos saben relativamente poco sobre él a través del análisis directo. La delgada capa de corteza sobre la que vivimos representa aproximadamente el uno por ciento del volumen de la Tierra. El núcleo interno y externo -masas sólidas y líquidas compuestas en gran parte por hierro, níquel y otros elementos densos- ocupa sólo el 15% del volumen del planeta. El manto, que se encuentra entre el núcleo externo y la corteza, constituye aproximadamente el 68% de la masa del planeta y la friolera del 85% de su volumen.

Piensa en el manto como en una lámpara de lava del tamaño de un planeta en la que el material recoge el calor en el límite entre el núcleo y el manto, se vuelve menos denso y asciende en penachos 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 nuevo hacia el núcleo. La circulación en el manto es excepcionalmente lánguida: Según una estimación, un viaje de ida y vuelta de la corteza al núcleo podría durar hasta 2.000 millones de años.

La obtención de un trozo prístino del manto es importante porque ayudaría a los científicos planetarios a determinar mejor las materias primas con las que se acrecentó la Tierra cuando nuestro sistema solar era joven. “Sería la verdad sobre 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 múltiples capas que habitamos hoy en día, afirma.

Los científicos pueden inferir mucho sobre el manto, incluso sin una muestra. Las velocidades y trayectorias de las ondas sísmicas generadas por los terremotos que atraviesan el planeta permiten conocer la densidad, la viscosidad y las características generales del manto, así como la forma en que estas propiedades varían de un lugar a otro. Lo mismo ocurre con la velocidad a la que la corteza terrestre se eleva después de haber sido lastrada por enormes capas de hielo que se han derretido recientemente (en términos geológicos).

Las mediciones de los campos magnéticos y gravitatorios de nuestro planeta aportan aún más información, acotando los tipos de minerales que pueden encontrarse en las profundidades, dice Walter Munk, oceanógrafo físico de Scripps. El científico, que ahora tiene 98 años, formó parte de un pequeño grupo de investigadores que concibieron la idea de perforar el manto en 1957. Pero estos métodos indirectos sólo pueden decir mucho a un científico, señala. “No hay nada que sustituya a tener un trozo de lo que quieres analizar en tus manos”.

Los investigadores tienen muestras del manto en la mano, pero no son prístinas. Algunas son trozos de roca transportados a la superficie de la Tierra por volcanes en erupción. Otros fueron empujados hacia arriba por colisiones entre placas tectónicas. Otras, en cambio, han subido al fondo marino a lo largo de las dorsales oceánicas que se extienden lentamente, dicen los geólogos Henry Dick y Chris MacLeod. Dick, de la Institución Oceanográfica Woods Hole de Massachusetts, y MacLeod, de la Universidad de Cardiff (Gales), son colíderes 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 el 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 no contaminado, dice Dick. Una vez disponible, los científicos podrían analizar la composición química general de una muestra, así como su mineralogía, evaluar la densidad de la roca y determinar la facilidad con la que conduce el calor y las ondas sísmicas. Los resultados podrían compararse con los valores inferidos a partir de mediciones indirectas, validando o refutando esas técnicas.

La perforación hasta el manto también permitiría a los geólogos echar un vistazo a lo que llaman la discontinuidad de Mohorovičić, o Moho, para abreviar. Por encima de esta misteriosa zona, que lleva el nombre del sismólogo croata que la descubrió en 1909, las ondas sísmicas viajan a unos 6,5 kilómetros por segundo, una velocidad consistente con las ondas que viajan a través del basalto, o lava enfriada. Por debajo del Moho, las ondas se desplazan a unos 8 kilómetros por segundo, a una velocidad similar a la de un tipo de roca ígnea pobre en sílice llamada peridotita. El Moho se encuentra normalmente entre 3 y 6 millas por debajo del suelo oceánico y entre 12 y 56 millas por debajo de los continentes.

Esta zona ha sido considerada durante mucho tiempo como el límite entre la corteza y el manto, donde el material se enfría gradualmente y se adhiere 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 las peridotitas del manto para crear un tipo de mineral llamado serpentina. Esta posibilidad es apasionante, sugieren Dick y MacLeod. Las reacciones geoquímicas que generan la 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 bien, señalan los investigadores, el Moho podría ser algo totalmente desconocido para la ciencia.

La clave para desvelar los secretos del manto es encontrar el lugar adecuado en el que perforar. El material del manto asciende al fondo del océano en las dorsales oceánicas, donde las placas tectónicas se separan lentamente. Pero esas muestras no sirven. Al trabajar a través de unos pocos kilómetros de corteza por debajo del suelo oceánico, el material cambia considerablemente, haciendo que la muestra del manto no sea representativa de lo que hay en las profundidades de la Tierra. Y perforar a mayor profundidad en una de estas dorsales también es problemático, dice Dick. “En una dorsal o en sus flancos inmediatos, la corteza está demasiado caliente para perforar más de uno o dos kilómetros”.

Por ello, él y sus colegas están perforando en un punto del 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 sitio excelente para que la expedición perfore, dice Dick.

Por un lado, esta parcela del fondo marino del tamaño de Denver se asienta sobre una corteza oceánica de unos 11 millones de años de antigüedad, lo que la hace lo suficientemente fría como para perforarla. 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. Esto hace que la perforación del fondo del océano, a diferencia del fondo marino de 3,7 millas de profundidad que se encuentra en las cercanías, sea una obviedad. Las fuertes corrientes oceánicas de la zona han impedido que los sedimentos se acumulen en el fondo marino, manteniendo la corteza en gran parte expuesta. También es relativamente delgada -un estudio sísmico anterior de la zona descubrió que la corteza tiene sólo 1,6 millas de espesor.

Además, la corteza oceánica bajo el Banco Atlantis se formó en una sección de la dorsal oceánica media 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 ocurrió esto. Sin embargo, gracias a esta propagación asimétrica, que probablemente se produce en una parte importante de las dorsales oceánicas del mundo, el Banco Atlantis no está cubierto de capas frágiles de corteza superior que puedan romperse y caer en un agujero mientras se perfora, dice Dick. Estos restos pueden dañar la broca o hacer que se atasque, además de dificultar la eliminación de trozos de roca y barro más pequeños del agujero.

A pesar de las ventajas de perforar en el Banco Atlantis, la expedición ha sufrido los contratiempos habituales en muchos proyectos de perforación oceánica. Los problemas de carga del barco retrasaron un día la salida del equipo desde Colombo (Sri Lanka). Una vez en el lugar, el equipo rompió una broca, pero antes de poder pescar los trozos de su agujero, tuvieron que hacer las maletas y llevar a un miembro de la tripulación enfermo hacia el norte, en dirección a Mauricio, para encontrarse con un helicóptero en tierra para una evacuación médica. El barco, bautizado como JOIDES Resolution, regresó después de casi una semana de viaje y tuvo que pasar un par de días utilizando un potente imán para intentar recuperar las piezas de su broca rota.

Nunca encontraron esas piezas perdidas. Sin embargo, durante un último esfuerzo utilizando un fuerte vacío para tratar de sorberlos, la expedición trajo lo que podría ser el trozo de corteza oceánica de mayor diámetro jamás recuperado. El cilindro de roca oscura de grano grueso, llamado gabro, tiene 7 pulgadas de ancho -tres veces el tamaño normal- y 20 pulgadas de largo.

La profundidad objetivo del equipo para esta expedición era de 4.265 pies dentro de la corteza, apenas a medio camino del manto. Desgraciadamente, hasta el 22 de enero, la perforación sólo había alcanzado una profundidad de 2.330 pies bajo el lecho marino.

Para cuando se publique este artículo, las operaciones de perforación en el Banco Atlantis habrán concluido en esta etapa del proyecto. Es de esperar que una segunda etapa de la misión, ya aprobada, complete la tarea y se introduzca en el manto. Pero eso podría ocurrir dentro de dos a cinco años. La competencia por el tiempo de la nave por parte 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. La recuperación de muestras de toda la corteza terrestre también es importante. “No tenemos ni idea de cuál es la composición de la corteza oceánica en ningún lugar del planeta”, dice Dick. Las rocas de la corteza inferior recuperadas anteriormente en otros emplazamientos de perforación profunda no se han parecido en nada a lo que los investigadores esperaban, afirma.

El proyecto del Banco Atlantis permitiría conocer la composición química de la corteza inferior. Y un perfil completo a través de toda la capa ayudaría a los científicos a comprender cómo se transforman química y físicamente los magmas allí -incluyendo cómo se cristalizan las rocas del manto y se adhieren a la superficie inferior de la corteza.

Una vez que los investigadores obtengan finalmente su muestra del manto, otros equipos podrán secundar el proyecto con sus propios experimentos, dice MacLeod. “Las futuras expediciones pueden dejar caer instrumentos en el agujero durante años”. Por ejemplo, los sismólogos pueden enviar sensores al agujero de varios kilómetros de profundidad y medir directamente las velocidades de las ondas sísmicas que atraviesan la corteza terrestre, en lugar de deducirlas mediante pruebas de laboratorio en pequeñas muestras de roca. Los investigadores también podrán introducir una serie de sensores de temperatura en el agujero para medir el flujo de calor del interior de nuestro planeta.

Sin duda, las muestras de la corteza oceánica y del manto que se recuperen finalmente del Banco Atlantis -así como los datos recogidos en el agujero abandonado- mantendrán ocupados a geólogos y geofísicos durante décadas. Pero la paciencia es una virtud, y esperar su momento es lo que Dick, MacLeod y sus hermanos geofísicos han estado haciendo durante décadas.

Nota del editor: Este artículo ha sido actualizado para corregir la atribución de un estudio sísmico del Banco Atlantis.