A través de imágenes sísmicas a escala global del interior de la Tierra, una investigación dirigida por la Universidad de Alabama reveló una capa entre el núcleo y el manto que probablemente sea un fondo oceánico hundido, denso pero delgado, según los resultados publicados hoy en Science Advances .
por la Universidad de Alabama en Tuscaloosa
Visto solo en parches aislados anteriormente, los últimos datos sugieren que esta capa de fondo oceánico antiguo puede cubrir el límite entre el núcleo y el manto . Subducida bajo tierra hace mucho tiempo cuando las placas de la Tierra se desplazaron, esta zona de ultra baja velocidad, o ULVZ, es más densa que el resto del manto profundo, lo que frena las ondas sísmicas que reverberan bajo la superficie.
«Las investigaciones sísmicas, como la nuestra, proporcionan imágenes de la más alta resolución de la estructura interior de nuestro planeta, y estamos descubriendo que esta estructura es mucho más complicada de lo que se pensaba», dijo la Dra. Samantha Hansen, Profesora Dotada de George Lindahl III en ciencias geológicas de la UA y autor principal del estudio. «Nuestra investigación proporciona conexiones importantes entre la estructura superficial y profunda de la Tierra y los procesos generales que impulsan nuestro planeta».
Estas señales sutiles se usaron para mapear una capa variable de material a través de la región de estudio que es delgada como un lápiz, midiendo decenas de kilómetros, en comparación con el grosor de las capas dominantes de la Tierra. Las propiedades del revestimiento anómalo del límite entre el núcleo y el manto incluyen fuertes reducciones de la velocidad de las olas, lo que lleva al nombre de zona de velocidad ultrabaja.
Las ULVZ pueden explicarse bien por los antiguos fondos marinos oceánicos que se hundieron hasta el límite entre el núcleo y el manto. El material oceánico se transporta al interior del planeta donde dos placas tectónicas se encuentran y una se sumerge debajo de la otra, conocidas como zonas de subducción. Las acumulaciones de material oceánico subducido se acumulan a lo largo del límite entre el núcleo y el manto y son empujadas por la roca que fluye lentamente en el manto a lo largo del tiempo geológico. La distribución y variabilidad de dicho material explica el rango de propiedades ULVZ observadas.
Se puede pensar en las ULVZ como montañas a lo largo del límite entre el núcleo y el manto, con alturas que van desde menos de 3 millas hasta más de 25 millas.
«Al analizar miles de grabaciones sísmicas de la Antártida, nuestro método de imágenes de alta definición encontró zonas anómalas delgadas de material en el CMB en todas partes que probamos», dijo Garnero. «El grosor del material varía de unos pocos kilómetros a decenas de kilómetros. Esto sugiere que estamos viendo montañas en el núcleo, en algunos lugares hasta 5 veces más altas que el Monte Everest».
Estas «montañas» subterráneas pueden 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 de los antiguos fondos oceánicos también puede quedar atrapado en las plumas del manto, o puntos calientes, que regresan a la superficie a través de erupciones volcánicas.
Junto con Hansen, los coautores del artículo incluyen a los Dres. Edward Garnero, Mingming Li y Sang-Heon Shim de la Universidad Estatal de Arizona y el Dr. Sebastian Rost de la Universidad de Leeds en el Reino Unido.
Aproximadamente 2,000 millas debajo de la superficie, el manto rocoso de la Tierra se encuentra con el núcleo exterior metálico fundido. Los cambios en las propiedades físicas a través de este límite son mayores que aquellos entre la roca sólida en la superficie y el aire sobre ella.
Comprender la composición del límite entre el núcleo y el manto a gran escala es difícil, pero una red sísmica desplegada por Hansen, sus estudiantes y otros durante cuatro viajes a la Antártida recopiló datos durante tres años. Similar a un escaneo médico del cuerpo, las 15 estaciones de la red enterradas en la Antártida utilizaron ondas sísmicas creadas por terremotos en todo el mundo para crear una imagen de la Tierra debajo.
El proyecto pudo sondear en alta resolución una gran parte del hemisferio sur por primera vez utilizando un método detallado que examina los ecos de las ondas de sonido del límite entre el núcleo y el manto. Hansen y el equipo internacional identificaron energía inesperada en los datos sísmicos que llegan varios segundos después de la onda reflejada en el límite.
Más información: Samantha Hansen, Materiales subducidos distribuidos globalmente a lo largo del límite entre el núcleo y el manto de la Tierra: implicaciones para las zonas de velocidad ultrabaja, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.add4838 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add4838
