Nuevas simulaciones de la astenosfera de la Tierra descubren que el ciclo convectivo y el flujo impulsado por la presión a veces pueden hacer que la capa de manto más fluida del planeta se mueva aún más rápido que las placas tectónicas que se encuentran sobre él.
Esa es una conclusión de un nuevo estudio realizado por geofísicos de la Universidad de Rice que modeló el flujo en la capa de manto de 100 millas de espesor que comienza en la base de las placas tectónicas de la Tierra, o litosfera.
El estudio, que está disponible en línea en la revista Letras de la Tierra y de la Ciencia Planetaria , apunta a una cuestión muy debatida en geofísica: qué impulsa el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra, las 57 losas de la litosfera que se entrelazan que se deslizan, muelen y chocan entre sí en una danza sísmica que causa terremotos, construye continentes y¿Cambia gradualmente la superficie del planeta cada pocos millones de años?
"Las placas tectónicas flotan en la parte superior de la astenosfera, y la teoría principal durante los últimos 40 años es que la litosfera se mueve independientemente de la astenosfera, y la astenosfera solo se mueve porque las placas la arrastran", dijo la estudiante graduada Alana Semple, coautor principal del nuevo estudio. "Las observaciones detalladas de la astenosfera de un grupo de investigación de Lamont arrojaron una imagen más matizada y sugirieron, entre otras cosas, que la astenosfera tiene una velocidad constante en su centro pero está cambiando velocidades en su parte superiory base, y que a veces parece fluir en una dirección diferente a la litosfera "
El modelado computacional realizado en Rice ofrece un marco teórico que puede explicar estas observaciones desconcertantes, dijo Adrian Lenardic, coautor del estudio y profesor de ciencias de la Tierra, el medio ambiente y el planeta en Rice.
"Hemos mostrado cómo pueden ocurrir estas situaciones a través de una combinación de flujo impulsado por la placa y la presión en la astenosfera", dijo. "La clave fue darse cuenta de que una teoría desarrollada por el ex postdoc Rice Tobias Höink tenía el potencial deexplique las observaciones de Lamont si se permitiera una representación más precisa de la viscosidad de la astenosfera. Las simulaciones numéricas de Alana incorporaron ese tipo de viscosidad y mostraron que el modelo modificado podía explicar las nuevas observaciones. En el proceso, esto ofreció una nueva forma de pensar sobre larelación entre la litosfera y la astenosfera "
Aunque la astenosfera está hecha de roca, está bajo una presión intensa que puede hacer que su contenido fluya.
"La convección térmica en el manto de la Tierra genera variaciones de presión dinámicas", dijo Semple. "La debilidad de la astenosfera, en relación con las placas tectónicas de arriba, le permite responder de manera diferente a las variaciones de presión. Nuestros modelos muestran cómo esto puede conducir a velocidades de astenosferaque exceden los de las placas de arriba. Los modelos también muestran cómo el flujo en la astenosfera se puede compensar con el de las placas, en línea con las observaciones del grupo Lamont "
La litosfera oceánica se forma en las crestas del océano medio y fluye hacia las zonas de subducción donde una placa tectónica se desliza debajo de otra. En el proceso, la litosfera se enfría y el calor del interior de la Tierra se transfiere a su superficie. La subducción recicla el material litosférico más frío en elmanto, y las corrientes de enfriamiento fluyen hacia el interior profundo.
El modelo 3D de Semple simula tanto este ciclo convectivo como la astenosfera. Ella acreditó al Centro de Investigación de Computación de Rice CRC por su ayuda en la ejecución de simulaciones, algunas de las cuales tomaron hasta seis semanas, en la supercomputadora DAVinCI de Rice.
Semple dijo que las simulaciones muestran cómo el ciclo convectivo y el flujo impulsado por presión pueden impulsar el movimiento tectónico.
"Nuestro artículo sugiere que el flujo impulsado por la presión en la astenosfera puede contribuir al movimiento de las placas tectónicas arrastrando las placas junto con él", dijo. "Una contribución notable proviene de la" extracción de losas "proceso que empuja las placas hacia las zonas de subducción. El arrastre de losas aún puede ser el proceso dominante que mueve las placas, pero nuestros modelos muestran que el flujo de astenosfera proporciona una contribución más significativa al movimiento de las placas de lo que se pensaba ".
La investigación fue apoyada por la National Science Foundation. DAVinCI es administrado por CRC y fue adquirido en asociación con el Instituto Ken Kennedy de Tecnología de la Información de Rice.
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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