Utilizando datos sísmicos y supercomputadoras, los geofísicos de la Universidad de Rice realizaron una tomografía computarizada sísmica masiva del manto superior debajo de la meseta tibetana y concluyeron que la mitad sur del "Techo del mundo" se formó en menos de un cuarto del tiempodesde el comienzo de la colisión continental entre India y Eurasia.
La investigación, que aparece en línea esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza , encuentra que la gran elevación del sur del Tíbet se logró en gran medida en 10 millones de años. La colisión tectónica de la India continental con Asia comenzó hace unos 45 millones de años.
"Las características que vemos en nuestra imagen tomográfica son muy diferentes de lo que se ha visto antes de usar técnicas de inversión sísmica tradicionales", dijo Min Chen, el científico investigador de Rice que dirigió el proyecto. "Porque utilizamos la inversión de forma de onda completa para asimilarun gran conjunto de datos sísmicos, pudimos ver más claramente cómo la litosfera del manto superior debajo del Tíbet meridional difiere de la de la región circundante. Nuestra imagen sísmica sugiere que la litosfera tibetana se engrosó y formó una raíz más densa que se separó y se hundió más profundamenteen el manto. Llegamos a la conclusión de que la mayor parte del levantamiento en el sur del Tíbet probablemente ocurrió cuando esta raíz litosférica se separó ".
La investigación podría ayudar a responder preguntas de larga data sobre la formación del Tíbet. Conocida como el "Techo del mundo", la meseta tibetana se encuentra a más de tres millas sobre el nivel del mar. La historia básica detrás de su creación: la colisión tectónica entre el indio yContinentes euroasiáticos: es bien conocido por los escolares de todo el mundo, pero los detalles específicos se han mantenido esquivos. Por ejemplo, ¿qué hace que la meseta se eleve y cómo su elevada elevación impacta el clima de la Tierra?
"La teoría principal sostiene que la meseta aumentó continuamente una vez que comenzó la colisión continental entre India y Eurasia, y que la meseta se mantiene por el movimiento hacia el norte de la placa india, que obliga a la meseta a acortarse horizontalmente y moverse hacia arriba simultáneamente", dijoEl coautor del estudio Fenglin Niu, profesor de ciencias de la Tierra en Rice, dijo: "Nuestros hallazgos respaldan un escenario diferente, una elevación más rápida y pulsada del sur del Tíbet"
Chen y sus colegas tardaron tres años en completar su modelo tomográfico de la corteza y la estructura del manto superior debajo del Tíbet. El modelo se basa en lecturas de miles de estaciones sísmicas en China, Japón y otros países del este de Asia. Registro de sismómetrosEl tiempo de llegada y la amplitud de las ondas sísmicas, pulsos de energía que son liberados por los terremotos y que viajan a través de la Tierra. El tiempo de llegada de una onda sísmica a un sismómetro particular depende del tipo de roca por la que haya pasado. Trabajando hacia atrás desde las lecturas del instrumentocalcular los factores que los produjeron es algo a lo que los científicos se refieren como un problema inverso, y los problemas inversos sismológicos con formas de onda completas que incorporan todo tipo de ondas sísmicas utilizables son algunos de los problemas inversos más complejos para resolver.
Chen y sus colegas utilizaron una técnica llamada inversión de forma de onda completa, "una técnica iterativa de coincidencia de forma de onda completa que utiliza un código numérico complicado que requiere computación paralela en supercomputadoras", dijo.
"La técnica realmente nos permite usar todos los movimientos en una gran cantidad de sismógrafos para construir un modelo 3-D más realista del interior de la Tierra, de la misma manera que las ballenas o los murciélagos usan la ubicación del eco", dijo."Las estaciones sísmicas son como las orejas del animal, pero el eco que están escuchando es una onda sísmica que se ha transmitido o rebotado en las características del subsuelo dentro de la Tierra".
El modelo tomográfico incluye características a una profundidad de aproximadamente 500 millas debajo del Tíbet y las montañas del Himalaya. El modelo se calculó en el clúster informático DAVinCI de Rice y en las supercomputadoras de la Universidad de Texas que forman parte de la Ciencia e Ingeniería Extremas de la Fundación Nacional de CienciasEntorno de descubrimiento XSEDE.
"El mecanismo que condujo al surgimiento del sur del Tíbet se llama engrosamiento y hundimiento litosférico", dijo Chen. "Esto sucedió debido a la convergencia de dos placas continentales, que son flotantes y no son fáciles de subducir debajo de la otra placa. Unade las placas, en este caso en el lado tibetano, era más deformable que la otra, y comenzó a deformarse hace unos 45 millones de años cuando comenzó la colisión. La corteza y la tapa rígida del manto superior, la litosfera, se deformarony engrosado, y la parte inferior más densa de esta litosfera engrosada finalmente se hundió o se separó del resto de la litosfera. Hoy, en nuestro modelo, podemos ver una sección en forma de T de esta litosfera molida que se extiende desde una profundidad de aproximadamente250 kilómetros a al menos 660 kilómetros ".
Chen dijo que después de que la raíz litosférica más densa se separó, la litosfera restante bajo el sur del Tíbet experimentó una rápida elevación en respuesta.
"La pieza de litosfera molida en forma de T se hundió más profundamente en el manto y también indujo una corriente ascendente caliente de la astenosfera, lo que conduce al magmatismo superficial en el sur del Tíbet", dijo.
Tal magmatismo está documentado en el registro de rocas de la región, comenzando hace unos 30 millones de años en una época conocida como el Oligoceno.
"La correlación espacial entre nuestro modelo tomográfico y el magmatismo del oligoceno sugiere que el levantamiento tibetano del sur ocurrió en un lapso geológico relativamente corto que podría haber sido tan corto como 5 millones de años", dijo Chen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Original escrito por Jade Boyd. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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