El flujo por dislocación podría controlar la deformación de la bridgmanita en el manto inferior de la Tierra

Por qué el interior profundo de la Tierra se comporta de forma distinta

Muy por debajo de nuestros pies, a profundidades de cientos hasta más de mil kilómetros, las rocas del manto terrestre fluyen lentamente a lo largo de millones de años. Este movimiento profundo impulsa la tectónica de placas, modela la actividad volcánica e influye en cómo viajan por el planeta las ondas sísmicas generadas por los terremotos. Sin embargo, las mediciones sísmicas han revelado un enigma: alrededor de las placas tectónicas que se hunden, las ondas se comportan como si la roca estuviera «estirada» en una dirección preferente, pero en la mayor parte del manto inferior viajan casi igual en todas las direcciones. Este estudio muestra que un mineral clave, la bridgmanita, puede explicar de forma natural ambos comportamientos, dependiendo principalmente de la temperatura.

El mineral más común del interior profundo

Se considera que la bridgmanita es el mineral más abundante del manto inferior de la Tierra, constituyendo aproximadamente tres cuartas partes de la roca en esta región. A escala cristalina no es igualmente resistente en todas las direcciones: según cómo se orienten sus diminutos cristales, las ondas sísmicas pueden propagarse más rápido en una dirección que en otra. Cuando muchos granos comparten una orientación similar —un patrón llamado orientación preferente— la roca en su conjunto se vuelve dependiente de la dirección, o anisótropa, para las ondas sísmicas. Durante años, los científicos debatieron si la casi isotropía observada en gran parte del manto inferior significaba que la bridgmanita allí no se deformaba por el proceso de deslizamiento cristalino conocido como flujo por dislocación, el cual tiende a generar orientaciones preferentes.

Recrear el manto profundo en el laboratorio

Para abordar este problema, los investigadores comprimieron muestras sintéticas de bridgmanita hasta unos 25 gigapascales —presiones similares a las existentes cerca de 700–800 kilómetros de profundidad— y las calentaron entre 1700 y 2100 kelvin. Probaron composiciones tanto sin hierro como con hierro, correspondientes a lo que se espera en las rocas del manto real. Con prensas especiales, apretaron y cedieron las muestras a velocidades controladas y luego examinaron cómo habían rotado y recristalizado los diminutos granos. La difracción de rayos X de alta energía, realizada en un sincrotrón, les permitió cartografiar cómo se orientaban las redes cristalinas antes y después de la deformación.

Un interruptor térmico en la alineación cristalina

Los experimentos revelaron un claro cambio impulsado por la temperatura en cómo se alinean los cristales de bridgmanita al deformarse. A temperaturas más bajas (por debajo de unos 1800 kelvin), los cristales desarrollan una estructura fuerte y organizada: direcciones cristalográficas particulares se alinean con el esfuerzo aplicado, creando un patrón que produce diferencias direccionales marcadas en las velocidades de las ondas. A temperaturas más altas (alrededor de 1900–2100 kelvin), los cristales se reorganizan en un patrón de alineación distinto que, bajo cizallamiento horizontal, conduce a una anisotropía sísmica mucho más débil —casi un comportamiento isotrópico— aunque el mecanismo de deformación siga siendo el flujo por dislocación. Importante es que esta transición apareció tanto en muestras pobres en hierro como en más ricas en hierro, lo que sugiere que la temperatura, y no la química, es el factor dominante en estas condiciones.

De las texturas cristalinas a las ondas sísmicas

Utilizando las orientaciones cristalinas medidas junto con las propiedades elásticas conocidas de la bridgmanita, el equipo calculó cómo viajarían las ondas P y S a través de estas texturas. Encontraron que la textura de baja temperatura produce una anisotropía azimutal notable: las ondas pueden viajar sensiblemente más rápido a lo largo de direcciones ligadas al flujo por cizalla, especialmente en regiones sometidas a cizallamiento horizontal como las que hay bajo las placas en subducción. En contraste, la textura de alta temperatura bajo un cizallamiento similar produce solo diferencias muy sutiles en la velocidad de las ondas, dando firmas casi isotrópicas. Esto ofrece una explicación natural de por qué se observa una anisotropía sísmica fuerte bajo zonas frías de subducción, mientras que el manto inferior circundante y más cálido parece casi isotrópico, sin necesidad de invocar un estilo de deformación completamente distinto.

Repensar el flujo del manto profundo

Al reunir estos resultados, los autores proponen que el flujo por dislocación en la bridgmanita podría dominar la deformación en gran parte del manto inferior. En regiones frías próximas a las placas en subducción, la textura de baja temperatura conduce a una anisotropía fuerte y observable, compatible con numerosos estudios sísmicos regionales. En regiones más cálidas, más profundas o más alejadas, la textura de alta temperatura hace que el manto parezca casi isotrópico para las ondas sísmicas, aunque los cristales sigan alineados y la roca continúe fluyendo. Esto significa que la ausencia de una anisotropía fuerte no implica necesariamente la ausencia de alineación cristalina ni un cambio a un proceso de fluencia distinto. En cambio, un cambio controlado por la temperatura en el comportamiento microscópico de la bridgmanita puede unificar observaciones previamente contradictorias y ofrece una visión más clara de cómo se mueve y evoluciona el interior profundo de nuestro planeta a lo largo del tiempo geológico.

Cita: Guan, L., Yamazaki, D., Tsujino, N. et al. Dislocation creep may control bridgmanite deformation in the Earth’s lower mantle. Commun Earth Environ 7, 183 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03212-9

Palabras clave: Manto inferior de la Tierra, bridgmanita, anisotropía sísmica, convección del manto, flujo por dislocación