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GEOFÍSICA

Los huesos de la Tierra

Un satélite delimita las regiones con mayor densidad de la superficie del planeta

La cordillera de los Andes, una de las regiones de difícil acceso investigadas por el GOCE

Eduardo Cesar La cordillera de los Andes, una de las regiones de difícil acceso investigadas por el GOCEEduardo Cesar

Hasta su caída en el mar, en noviembre del año pasado, finalizando su misión de cuatro años en órbita, el satélite Goce (la sigla en inglés para misión de estudio de la gravedad y de la circulación oceánica en régimen estable) registró con precisión el campo gravitatorio de la tierra, determinado por la variación de su densidad. Cuanto mayor es la masa en el interior de la Tierra, mayores son el campo gravitatorio y la aceleración de la gravedad. Las informaciones actuales están ayudando a dilucidar las grandes estructuras de la Tierra, principalmente en las regiones de difícil acceso tales como la Amazonia, los Andes y Siberia, de los cuales hay escasos datos terrestres. El satélite Goce, proyectado, puesto en órbita y administrado por la Agencia Espacial Europea (ESA), ha colaborado para reconstruir la historia de la Tierra.

Valiéndose de las informaciones aportadas por el Goce, Carla Braitenberg, de la Universidad de Trieste, en Italia, determinó las regiones del mar con mayor densidad o con mayor campo gravitatorio, resaltando las áreas más densas, como si estuviera observando los huesos de la Tierra, inaccesibles para observaciones geológicas directas. Braitenberg identificó las estructuras rocosas más antiguas, denominadas cratones, de África y de Sudamérica, y detectó la continuidad de las estructuras con mayor o menor densidad en los dos continentes, tales como la Provincia de Borborema, en el nordeste brasileño, que se conectaba geológicamente con el oeste de África Central. La conclusión es que esos bloques rocosos habrían sido continuos antes de que los continentes se separaran, alejando aquello que ahora reaparece unido.

Por medio del Goce, el físico Everton Bomfim, en su doctorado en el Instituto de Astronomía, Geociencias y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la Universidad de São Paulo (USP), detectó fallas en las mediciones de la variación de la gravedad, realizadas por tierra, en determinadas áreas de la Amazonia, en la década de 1970. A continuación, verificó que el cratón de la Amazonia, que anteriormente era considerado uno solo, en realidad podrían ser dos ‒uno en el norte, el Escudo  o Macizo Guayanés, y otro al sur del río Amazonas, el Escudo Brasileño o Amazónico‒, si bien sus edades geológicas serían próximas entre sí, de hasta 3.200 millones de años.

Tal posibilidad “podría alterar un poco la historia geológica de la región”, dijo Bomfim, con cierta salvedad: “No se puede esgrimir una conclusión final partiendo solamente de mediciones de la gravedad. También necesitamos otras fuentes de datos tales como el paleomagnetismo”. El paleomagnetismo es una técnica de análisis de las variaciones del polo magnético de la Tierra y para determinar los polos magnéticos de las rocas hace miles o millones de años (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 85). Estudios paleomagnéticos recientes en las regiones sur y norte del cratón amazónico, coordinados por Manoel D’Agrella-Filho y Franklin Bispo-Santos, también del IAG-USP, detectaron una posible diferencia en la dirección entre las dos partes del cratón, que indicaría que podrían tener orígenes distintos y que, en algún  momento, ya estuvieron separados. “Eso es tan sólo una sugerencia, que contradice las conclusiones ampliamente aceptadas al respecto de la formación de la cuenca sedimentaria amazónica”, pondera Bomfim. No obstante resulta suficiente como para contemplar posibles ubicaciones de yacimientos minerales y petrolíferos aún no identificados en la región.

imágenes de las variaciones del campo gravitatorio se asemejan a una Tierra amasada

ESAimágenes de las variaciones del campo gravitatorio se asemejan a una Tierra amasadaESA

“El Goce no detectaba detalles, sino la Tierra completa”, resumió Eder Molina, docente del IAG-USP y experto en mediciones de las variaciones del campo gravitatorio, y quien fuera supervisor de maestría y doctorado de Bomfim. “Es decir: detectaba mejor las cosas grandes, donde otros modelos gravimétricos no poseen exactitud”. Por esa razón, añade, incluso con una resolución de 80 kilómetros, inferior a la de otros satélites, los datos aportados por el Goce han contribuido a complementar o corregir las mediciones terrestres, no tan abarcadoras, y era el único que podía medir la variación de los componentes de la gravedad en relación a los tres ejes espaciales, denominados x, z e y, ya que hasta ahora, se medía solamente la variación vertical, en el eje z, de la aceleración de la gravedad, determinada por la fuerza de gravedad. El Goce detectaba las variaciones en el campo gravitatorio de nueve modos (hacia arriba, hacia abajo, adelante, atrás y hacia los costados), señalando la influencia de montañas o rocas más densas la proximidad del punto analizado, cuyo formato, a partir de ahí, podía delinearse con mayor precisión.

En 2011, con informaciones suministradas por satélites gravitatorios más sencillos que el Goce, Molina y su equipo elaboraron un mapa de la variación del nivel del mar, registrando una diferencia de 70 metros entre la altura de la línea del agua en Sudáfrica y en Belém, estado de Pará, como consecuencia de la variación del campo gravitatorio de la Tierra (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 181).

África y los Andes
Su siguiente trabajo, todavía no publicado, retrató un posible encastre gravimétrico entre Sudamérica y la costa oeste de África previo a la separación de los continentes. El mapa, acota, es muy similar al publicado en febrero de este año por Carla Braitenberg, de Trieste. Ella misma sostiene, en el artículo, que su mapa representa otra forma de ver los continentes unificados en un único bloque y seguramente será analizado exhaustivamente por los geólogos, que solamente estudiaban regiones específicas eventualmente comunes en los dos continentes.

“Algunos resultados cuestionan la validez de ciertos conceptos preestablecidos”, comentó Orlando Álvarez, investigador de la Universidad de San Juan, en Argentina, quien trabajó en Trieste junto a Carla Braitenberg durante un mes en 2010. De regreso en Argentina, utilizando el Goce y otros modelos gravimétricos, mapeó las zonas de fracturas de los Andes, el límite geográfico de los cratones de Argentina y el avance horizontal o inclinado de la placa de Nazca sobre el continente sudamericano. “Las áreas de ruptura causadas por terremotos violentos, como el de Valdivia en 1960, coincidieron con nuestros resultados”, dijo. “Ahora podemos mapear las regiones más frágiles y las posibles zonas de ruptura antes de los temblores, aunque no puede preverse dónde o cuándo va a ocurrir un temblor”.

Quizás en ocasiones sea posible. El día 27 de marzo, el chileno Hans Agurto Detzel, por medio de una presentación en el IAG-USP, donde se desempeña como investigador, dijo que había observado una secuencia de terremotos leves en la costa norte de Chile, basándose en una red de sismógrafos, uno de los dispositivos más comunes para los estudios geofísicos. Él señaló una región aún vacía ‒una laguna sísmica‒ y la posibilidad inminente de un terremoto de magnitud ocho a nueve en aquella zona; el último con aquella intensidad había ocurrido en 1877. El 1º de abril se produjo el terremoto con una magnitud de 8,2 en la región que él había indicado, rompiendo solamente 200 de los 500 kilómetros de la laguna sísmica.

En los días siguientes, acompañando los temblores en el norte de Chile, notó que las sacudidas comenzaban a migrar hacia el sur de la alguna sísmica. Exactamente  en el sur, entre Iquique y la península de Mejillones, parecía haber mucha energía acumulada, “la suficiente como para generar otro sismo con magnitud similar o aun mayor”, sostuvo. Una página del IAG en internet contiene información actualizada sobre los temblores en Brasil y en los países vecinos.

Artículos científicos
BOMFIM, E. P. et al. Mutual evaluation of global gravity models (EGM2008 and GOCE) and terrestrial data in Amazon Basin, Brazil. Geophysical Journal International, v. 2, p. 870-82. 2013.
BRAITENBERG, C. Exploration of tectonic structures with Goce in Africa and across-continents. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2014 (en prensa).

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