La estructura interna de la Tierra, a pesar de la evolución de la tecnología, sigue siendo enigmática y sujeta a debate en ciertas áreas, en particular el límite entre el manto y el núcleo. Recientemente, a través de imágenes sísmicas a escala global del interior de la Tierra, los investigadores han revelado la presencia de una capa entre el núcleo y el manto, que probablemente sea un fondo oceánico denso (pero delgado). Probablemente se hundió hace millones de años para llegar a su ubicación actual. Este descubrimiento puede ofrecer nuevos conocimientos sobre el dinamismo interno de la Tierra.
Las zonas de ultra baja velocidad (ULVZ) son las estructuras más anómalas en el interior de la Tierra, con ondas sísmicas que viajan a través de ellas a velocidades reducidas. Estudios previos informaron una amplia gama de características asociadas (grosor y composición), pero los orígenes de las ULVZ se han debatido durante décadas.
Una explicación común para estas zonas es la fusión parcial de material asociado con anomalías térmicas a lo largo del límite entre el núcleo y el manto. Sin embargo, algunas ULVZ están lejos de las supuestas partes más calientes del manto inferior, lo que sugiere que debe haber otra explicación, aún desconocida.
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Recientemente, gracias a imágenes sísmicas del interior de la Tierra, una investigación realizada por la Universidad de Alabama reveló una nueva capa sin precedentes entre el núcleo y el manto, que puede explicar estas zonas de baja velocidad. Probablemente sería un fondo oceánico denso pero delgado enterrado hace millones de años. El trabajo se publica en la revista avances en la ciencia.
Una red global de imágenes sísmicas
El descubrimiento sigue a una misión de 2013 de la geóloga Samantha Hansen de la Universidad de Alabama para comprender cómo se formó una cadena montañosa enterrada en el hielo hace 55 millones de años cerca del Polo Sur.
De hecho, comprender la composición del límite del manto a gran escala es difícil, pero una matriz sísmica desplegada por Hansen, sus estudiantes y otros durante cuatro viajes a la Antártida recopiló datos durante tres años. Similar a un escaneo corporal médico, los datos de las 15 estaciones de la red enterradas en la Antártida incluyen ondas sísmicas generadas por terremotos en todo el mundo para crear una imagen general del interior de la Tierra.
Instalación de un sismógrafo en la Antártida. © Lindsey Kenyon
El proyecto pudo sondear gran parte del hemisferio sur en alta resolución por primera vez, utilizando un método que examina los ecos de las ondas de sonido del límite entre el núcleo y el manto. Con base en 227 eventos sísmicos, Hansen y el equipo internacional identificaron un pico de energía inesperado en los datos sísmicos que llega segundos después de que la ola rebota en el límite.
(A) Las 15 estaciones de la red en la Antártida. La ubicación de este mapa en relación con el resto de la Antártida se indica mediante el polígono rojo en el recuadro (esquina superior izquierda). (B) Los 227 eventos (puntos negros) registrados por las estaciones (polígono rojo) utilizados para estudiar la estructura ULVZ bajo el hemisferio sur. Las líneas grises indican los caminos entre la fuente de onda y el receptor. Los puntos morados indican puntos de reflexión (rechazo) en el límite entre el núcleo y el manto. © S. Hansen y otros, 2023
Estas señales sutiles se utilizaron para mapear una capa variable de material en la región de estudio, que tiene aproximadamente el grosor de un lápiz (decenas de kilómetros) en comparación con el grosor de las capas dominantes de la Tierra.
Montañas como badenes en el centro de la Tierra
Las propiedades de revestimiento anómalas del límite entre el núcleo y el manto incluyen grandes reducciones en la velocidad de las olas, lo que ha dado lugar al nombre de zona de velocidad ultrabaja (ULVZ). Samantha Hansen señala una anuncio : “ Los estudios sísmicos como el nuestro proporcionan imágenes de la más alta resolución de la estructura interna de nuestro planeta, y hemos descubierto que esa estructura es mucho más complicada de lo que se pensaba anteriormente. “.
De hecho, según los investigadores, estas ULVZ pueden explicarse bien por los antiguos fondos oceánicos que se han hundido hasta el límite entre el núcleo y el manto. El material oceánico se transporta al planeta donde dos placas tectónicas se encuentran y se sumergen una debajo de la otra, llamadas zonas de subducción.
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Las acumulaciones de material oceánico enterrado se acumulan a lo largo del límite entre el núcleo y el manto y son empujadas por rocas que fluyen lentamente hacia el manto a lo largo del tiempo geológico. La distribución y la variabilidad de estos materiales explican la gama de propiedades observadas en la ULVZ, siendo el fondo del océano antiguo mucho más denso que el manto circundante.
Edward Garnero de la Universidad Estatal de Arizona y coautor explica: Al analizar miles de registros sísmicos de la Antártida, nuestro método de imágenes de alta definición encontró áreas anómalas delgadas de material CMB en todas partes que probamos. “. Él añade: ” El grosor del material varía desde unos pocos kilómetros hasta decenas de kilómetros. Esto sugiere que vemos montañas en el centro, en algunos lugares hasta 5 veces más altas que el Monte Everest. “.
Estas “montañas” subterráneas podrían desempeñar un papel importante en la forma en que el calor se escapa del núcleo, la parte del planeta que alimenta el campo magnético. El material antiguo del suelo oceánico también se puede atraer hacia las plumas del manto, o puntos calientes, que suben a la superficie durante las erupciones volcánicas. Samantha Hansen concluye: Nuestra investigación proporciona vínculos importantes entre la estructura superficial y profunda de la Tierra y los procesos globales que impulsan nuestro planeta. “.
Fuente: avances en la ciencia
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