Un nuevo estudio llevado a cabo en el suelo del Océano Pacífico proporciona la vista más detallada hasta ahora de cómo fluye el manto de la tierra debajo de las placas tectónicas del océano. Los hallazgos, publicados en la revista Naturaleza , parece acabar con una creencia común de que la deformación más fuerte en el manto está controlada por el movimiento a gran escala de las placas. En cambio, la imagen de mayor resolución revela procesos en pequeña escala en el trabajo que tienen efectos más poderosos.
Al desarrollar una mejor imagen del motor subyacente de la tectónica de placas, los científicos esperan obtener una mejor comprensión de los mecanismos que impulsan el movimiento de las placas e influyen en el proceso relacionado, incluidos los que involucran terremotos y volcanes.
Cuando miramos la tierra, vemos su corteza rígida, una capa de roca relativamente delgada que forma los continentes y el fondo del océano. La corteza se asienta sobre placas tectónicas que se mueven lentamente con el tiempo en una capa llamada litosfera.En la parte inferior de las placas, unos 80 a 100 kilómetros debajo de la superficie, comienza la astenosfera. El interior de la Tierra fluye más fácilmente en la astenosfera, y se cree que la convección ayuda a impulsar la tectónica de placas, pero cómo exactamente eso sucede y cuál es el límite entreparece que la litosfera y la astenosfera no están claras.
Para observar más de cerca estos procesos, un equipo dirigido por científicos del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia instaló una serie de sismómetros en el fondo del Océano Pacífico, cerca del centro de la Placa del Pacífico. Al registrar las ondas sísmicas generadaspor los terremotos, pudieron mirar profundamente dentro de la tierra y crear imágenes del flujo del manto, similar a la forma en que un médico imagina un hueso roto.
Las ondas sísmicas se mueven más rápido a través de la roca que fluye porque la presión deforma los cristales de olivina, un mineral común en el manto, y los estira en la misma dirección. Al buscar un movimiento de ondas sísmicas más rápido, los científicos pueden mapear dónde fluye el manto hoy en díay donde ha fluido en el pasado.
Se cree que tres fuerzas básicas impulsan el movimiento de las placas oceánicas: las placas se "empujan" lejos de las crestas del océano medio a medida que se forma el nuevo fondo marino; las placas se "tiran" cuando las partes más antiguas de la placa vuelven a la tierra en las zonas de subducción; y la convección dentro de la astenosfera ayuda a transportar las placas. Si el flujo dominante en la astenosfera se debe únicamente al "empuje de la cresta" o al "tirón de la placa", entonces los cristales justo debajo de la placa deben alinearse con el movimiento de la placa.sin embargo, que la dirección de los cristales no se correlaciona con el movimiento aparente de la placa a ninguna profundidad en la astenosfera, sino que la alineación de los cristales es más fuerte cerca de la parte superior de la litosfera donde se forma el nuevo fondo marino, más débil cerca de la base dela placa, y luego alcanza su punto máximo nuevamente a unos 250 kilómetros debajo de la superficie, en lo profundo de la astenosfera.
"Si el flujo principal fuera el manto que la placa de arriba cortaba, donde la placa simplemente arrastra todo con él, predeciríamos una dirección rápida que es diferente de lo que vemos", dijo el coautor James Gaherty, geofísico deLamont-Doherty. "Nuestros datos sugieren que hay otros dos procesos en el manto que son más fuertes: uno, la astenosfera fluye claramente por sí misma, pero es más profunda y de menor escala; y, dos, la expansión del fondo marino en la cresta produce untejido litosférico muy fuerte que no se puede ignorar ". El corte probablemente ocurre en el límite de la placa, dijo Gaherty, pero es sustancialmente más débil.
Donald Forsyth, un geofísico marino de la Universidad de Brown que no participó en el nuevo estudio, dijo: "Estos nuevos resultados forzarán la reconsideración de los modelos predominantes de flujo en el manto oceánico".
Al observar todo el manto superior, los científicos descubrieron que el proceso más poderoso que hace que las rocas fluyan ocurre en la parte superior de la litosfera a medida que se crea un nuevo fondo marino en la cresta del océano medio. A medida que la roca fundida se eleva, solo una fracciónde la roca que fluye se aprieta hasta la cresta. A cada lado, la presión dobla el exceso de roca 90 grados para que empuje hacia la litosfera paralela al fondo de la corteza. El flujo se solidifica a medida que se enfría, creando un registro de la expansión del fondo marinodurante millones de años.
Este proceso de "flujo de esquina" era conocido, pero el estudio lo enfoca más, mostrando que deforma los cristales de roca a una profundidad de al menos 50 kilómetros en la litosfera.
En la astenosfera, los patrones sugieren dos escenarios de flujo potencial, ambos proporcionan evidencia de canales de convección que tocan fondo unos 250 a 300 kilómetros debajo de la superficie de la tierra. En un escenario, las diferencias de presión conducen el flujo como exprimir la pasta de dientes de un tubo,haciendo que las rocas fluyan de este a oeste o de oeste a este dentro del canal La diferencia de presión podría ser causada por rocas calientes parcialmente fundidas acumuladas debajo de las crestas del océano medio o debajo de las placas de enfriamiento que se sumergen en la tierra en las zonas de subducción., escriben los autores. Otro posible escenario es que la convección a pequeña escala se está llevando a cabo dentro del canal a medida que los trozos de manto se enfrían y se hunden. Las mediciones de gravedad de alta resolución muestran cambios en distancias relativamente pequeñas que podrían reflejar la convección a pequeña escala.
"El hecho de que observemos procesos a menor escala que dominan la deformación del manto superior, es un gran paso adelante. Pero aún deja incierto cuáles son esos procesos de flujo. Necesitamos un conjunto más amplio de observaciones de otras regiones", dijo Gaherty.
El estudio es parte del proyecto NoMelt, que fue diseñado para explorar el límite de litosfera-astenosfera en el centro de una placa oceánica, lejos de la influencia de la fusión en la cresta. Los científicos creen que los hallazgos aquí son representativos del PacíficoCuenca y probablemente cuencas oceánicas en todo el mundo.
NoMelt es único debido a su ubicación. La mayoría de los estudios utilizan sismómetros terrestres en el borde del océano que tienden a resaltar el movimiento de las placas sobre la astenosfera debido a su gran escala y omiten los procesos a menor escala. Fondo oceánico de NoMeltEl conjunto de sismómetros, con la ayuda de la nave de investigación sísmica de Lamont, Marcus G. Langseth, registró datos de terremotos y otras fuentes sísmicas desde la mitad de la placa en el transcurso de un año.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty, Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :