Las colisiones en cámara lenta de placas tectónicas debajo del océano arrastran aproximadamente tres veces más agua hacia la Tierra profunda de lo que se había estimado previamente, según un estudio sísmico primero en su tipo que abarca la Fosa de las Marianas.
Según los investigadores de Arts & Sciences de la Universidad de Washington en St. Louis, las observaciones de la trinchera oceánica más profunda del mundo tienen implicaciones importantes para el ciclo global del agua.
"La gente sabía que las zonas de subducción podían hacer caer agua, pero no sabían cuánta agua", dijo Chen Cai, quien recientemente completó sus estudios de doctorado en la Universidad de Washington. Cai es el primer autor del estudio publicado en noviembre15 edición de la revista Naturaleza .
"Esta investigación muestra que las zonas de subducción mueven mucha más agua al interior profundo de la Tierra, muchas millas debajo de la superficie, de lo que se pensaba anteriormente", dijo Candace Major, directora del programa en la División de Ciencias del Océano de la Fundación Nacional de Ciencias, que financió"Los resultados destacan el importante papel de las zonas de subducción en el ciclo del agua de la Tierra".
"Las estimaciones anteriores varían ampliamente en la cantidad de agua que se subduce a más de 60 millas", dijo Doug Wiens, Profesor Distinguido Robert S. Brookings en Ciencias de la Tierra y Planetarias en Artes y Ciencias y asesor de investigación de Cai para el estudio ".La principal fuente de incertidumbre en estos cálculos fue el contenido inicial de agua del manto superior subductor ".
Para llevar a cabo este estudio, los investigadores escucharon más de un año de rumores de la Tierra, desde el ruido ambiental hasta los terremotos reales, utilizando una red de 19 sismógrafos pasivos del fondo del océano desplegados en la Fosa de las Marianas, junto con siete islas.sismógrafos basados. La zanja es donde la placa del Océano Pacífico occidental se desliza debajo de la placa Mariana y se hunde profundamente en el manto de la Tierra a medida que las placas convergen lentamente.
Las nuevas observaciones sísmicas pintan una imagen más matizada de la placa del Pacífico que se dobla hacia la zanja, resolviendo su estructura tridimensional y rastreando las velocidades relativas de los tipos de roca que tienen diferentes capacidades para retener el agua.
La roca puede agarrar y retener el agua de varias maneras.
El agua del océano sobre la placa desciende hacia la corteza terrestre y el manto superior a lo largo de las fallas que bordean el área donde las placas chocan y se doblan. Luego queda atrapada. Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, las reacciones químicas fuerzan el agua a- forma líquida como minerales hidratados - rocas húmedas - bloqueando el agua en la roca en la placa geológica. Mientras tanto, la placa continúa arrastrándose cada vez más profundamente en el manto de la Tierra, trayendo el agua junto con ella.
Estudios previos en zonas de subducción como la Fosa de las Marianas han señalado que la placa de subducción podría retener agua. Pero no pudieron determinar cuánta agua contenía y qué tan profundo fue.
"Las convenciones anteriores se basaron en estudios de fuentes activas, que solo pueden mostrar las 3-4 millas superiores en la placa entrante", dijo Cai.
Se refería a un tipo de estudio sísmico que utiliza ondas de sonido creadas con la explosión de una pistola de aire desde un buque de investigación oceánica para crear una imagen de la estructura de la roca subsuperficial.
"No pudieron ser muy precisos acerca de qué tan grueso es o qué tan hidratado está", dijo Cai. "Nuestro estudio trató de restringir eso. Si el agua puede penetrar más profundamente en la placa, puede permanecer allí y ser derribadaa profundidades más profundas "
Las imágenes sísmicas que obtuvieron Cai y Wiens muestran que el área de roca hidratada en la Fosa de las Marianas se extiende casi 20 millas por debajo del fondo marino, mucho más profundo de lo que se pensaba anteriormente.
La cantidad de agua que se puede retener en este bloque de roca hidratada es considerable.
Solo para la región de la Fosa de las Marianas, cuatro veces más subductos de agua que los calculados previamente. Estas características se pueden extrapolar para predecir las condiciones bajo otras trincheras oceánicas en todo el mundo.
"Si otras placas de subducción en frío antiguas contienen capas de manto hidratado de grosor similar, entonces las estimaciones del flujo de agua global hacia el manto a profundidades mayores de 60 millas deben incrementarse en un factor de aproximadamente tres", dijo Wiens.
Y para el agua en la Tierra, lo que baja debe subir. Los niveles del mar se han mantenido relativamente estables a lo largo del tiempo geológico, variando en menos de 1,000 pies. Esto significa que toda el agua que desciende hacia la Tierra en las zonas de subduccióndebe estar volviendo a subir de alguna manera, y no acumularse continuamente dentro de la Tierra.
Los científicos creen que la mayor parte del agua que desciende en la zanja regresa de la Tierra a la atmósfera como vapor de agua cuando los volcanes entran en erupción a cientos de millas de distancia. Pero con las estimaciones revisadas de agua del nuevo estudio, la cantidad de aguaentrar en la tierra parece exceder en gran medida la cantidad de agua que sale.
"Las estimaciones de agua que regresa a través del arco volcánico probablemente sean muy inciertas", dijo Wiens, quien espera que este estudio aliente a otros investigadores a reconsiderar sus modelos de cómo el agua se mueve fuera de la Tierra ".probablemente cause alguna reevaluación "
Moviéndose más allá de la Fosa de las Marianas, Wiens junto con un equipo de otros científicos ha desplegado recientemente una red sísmica similar en alta mar en Alaska para considerar cómo se mueve el agua hacia la Tierra allí.
"¿La cantidad de agua varía sustancialmente de una zona de subducción a otra, según el tipo de falla que tiene cuando se dobla la placa?", Preguntó Wiens. "Ha habido sugerencias de eso en Alaska y en América Central. Pero nadieha mirado la estructura más profunda pero como pudimos hacer en la Fosa de las Marianas "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Talia Ogliore. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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