La tectónica de placas, la idea de que la superficie de la Tierra está compuesta de placas que se separan y vuelven a unirse, se ha utilizado para explicar la ubicación de los volcanes y los terremotos desde la década de 1960.
Un ejemplo bien conocido de esto es el Anillo de Fuego del Pacífico, un tramo de 25,000 millas del Océano Pacífico conocido por su cadena de volcanes submarinos casi 450 de ellos y sitios de terremotos, según la Administración Nacional Oceánica y AtmosféricaNOAA.
En la costa del Pacífico, esta área se encuentra a lo largo de la zona de subducción conocida como la placa Cascadia, que se extiende por la costa oeste de Canadá hasta la costa oeste de los Estados Unidos. Se dice que la mayoría de los terremotos ocurren en zonas de subducción o a lo largo de fallas enplacas tectonicas.
Lo que realmente define una placa tectónica y qué tan gruesas son las placas, sin embargo, ha seguido siendo un tema muy debatido. Esto se debe a que, si bien los científicos saben que la parte superior de la placa es la superficie de la Tierra, definir el límite inferior de la placa ha sido un desafío.
Un estudio reciente de Jessica Warren, de la Universidad de Delaware, y sus colegas de la Universidad de Oxford y la Universidad de Minnesota, Twin Cities, proporciona un nuevo conjunto de datos que los científicos pueden usar para comprender este problema.
"Comprender el grosor de la placa es importante para comprender cómo se mueven las placas, tanto cuando se forman en las crestas del océano medio como más tarde cuando el material vuelve a la Tierra a través de zonas de subducción como las de Cascadia, los Andes, Japón e Indonesia ", dijo Warren, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Geológicas en la Facultad de Tierra, Océano y Medio Ambiente.
"También puede ayudar a los científicos a modelar y predecir futuros terremotos y peligros volcánicos, dónde podrían ocurrir y qué tan profunda podría ser la devastación dependiendo de lo que muestren los modelos".
Olivine, un modelo robusto del interior de la Tierra
Para comprender lo que sucede dentro de la Tierra, los científicos deben ser creativos porque es imposible estudiar el interior de la Tierra in situ.
En cambio, los científicos estudian cómo las ondas sísmicas pasan a través de la Tierra y luego invierten la señal que se recibe para realizar ingeniería inversa de lo que está sucediendo. También modelan las propiedades térmicas de la roca, incluso dónde ocurren los cambios de temperatura, porque saben que el interior dela Tierra es más caliente que la corteza superficial.
"La ciencia nos ha estado diciendo que lo que predecimos para los cambios de temperatura dentro de la Tierra debería estar de acuerdo con lo que nos dicen las ondas sísmicas. El problema ha sido que estos dos modelos no están de acuerdo", dijo Warren, un experto en petrología queestudia el origen de las rocas y cómo se formaron.
Un argumento de larga data ha sido si la discontinuidad de Gutenberg, la identificación de un cambio en las propiedades sísmicas, representa el fondo de la placa.
Para investigar este problema, Warren y sus colegas realizaron experimentos de laboratorio con olivina, el mineral principal que se encuentra en el manto de la Tierra las ~ 250 millas superiores del planeta. La olivina también es el mineral principal en la roca de peridotita, que se consideraser un modelo robusto del interior de la composición de la Tierra.
Los investigadores tomaron olivina y agregaron derretimiento también conocido como basalto para imitar cómo se crea una nueva placa en una cresta en medio del océano. El equipo luego retorció la mezcla de olivina-derretimiento a altas temperaturas y alta presión para determinar la influencia dese funden en la alineación de los cristales de olivina. Luego utilizaron estos experimentos para predecir la firma sísmica de esta roca y la compararon con la firma sísmica asociada con la discontinuidad de Gutenberg.
Los resultados del equipo mostraron que la discontinuidad de Gutenberg no define la parte inferior de la placa, sino que es causada por la presencia de mezclas de olivina-fusión dentro de las placas tectónicas.
"He pasado más de una década estudiando cómo se orientan los minerales olivinos en las rocas de peridotita porque los patrones de flujo proporcionan un registro histórico de cómo estas rocas del manto han cambiado y se han deformado con el tiempo", dice Warren.
Los resultados del equipo de investigación sugieren que la mejor manera de modelar el grosor de la placa se basa en el perfil térmico y el enfriamiento conductivo que se produce a medida que la placa envejece.
"Creemos que la parte inferior de la placa está debajo de donde tiene un enfriamiento en el perfil de temperatura. Es una capa que está asociada con el derretimiento atrapado o congelado en la roca y cambiando las propiedades sísmicas en la roca que posteriormente produjo"La capa que estamos imaginando", dijo. "Según nuestras estimaciones, esto significaría que las placas tectónicas en el océano tienen aproximadamente 100 kilómetros o aproximadamente 62 millas de espesor".
Los datos del equipo también ofrecen una explicación para la discontinuidad de Guttenberg, continuó Warren, diciendo que corresponde al derretimiento que quedó atrapado o congelado en la roca después de derretirse en las crestas del océano medio, lo que produjo un cambio en la forma en que pasan las ondas sísmicasla roca.
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Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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