Los geofísicos de la Universidad de Maryland analizaron miles de grabaciones de ondas sísmicas, ondas de sonido que viajan a través de la Tierra, para identificar ecos desde el límite entre el núcleo fundido de la Tierra y la capa de manto sólido que se encuentra sobre él. Los ecos revelaron estructuras más heterogéneas y heterogéneas - áreasde roca inusualmente densa y caliente, en el límite núcleo-manto de lo que se conocía anteriormente
Los científicos no están seguros de la composición de estas estructuras, y los estudios anteriores solo han proporcionado una visión limitada de ellas. Una mejor comprensión de su forma y extensión puede ayudar a revelar los procesos geológicos que ocurren en el interior de la Tierra. Este conocimiento puede proporcionar pistas sobre el funcionamiento deTectónica de placas y la evolución de nuestro planeta.
La nueva investigación proporciona la primera visión integral del límite núcleo-manto en un área amplia con una resolución tan detallada. El estudio fue publicado en la edición del 12 de junio de 2020 de la revista ciencia .
Los investigadores se centraron en los ecos de las ondas sísmicas que viajaban por debajo de la cuenca del Océano Pacífico. Su análisis reveló una estructura previamente desconocida debajo de las islas volcánicas Marquesas en el Pacífico Sur y mostró que la estructura debajo de las islas hawaianas es mucho más grande de lo que se sabía previamente.
"Al observar miles de ecos de límite de núcleo-manto a la vez, en lugar de centrarse en unos pocos a la vez, como suele hacerse, hemos obtenido una perspectiva totalmente nueva", dijo Doyeon Kim, un becario postdoctoral en la UMDDepartamento de Geología y el autor principal del artículo. "Esto nos muestra que la región límite núcleo-manto tiene muchas estructuras que pueden producir estos ecos, y eso era algo de lo que no nos habíamos dado cuenta antes porque solo teníamos una visión estrecha"
Los terremotos generan ondas sísmicas debajo de la superficie de la Tierra que viajan miles de millas. Cuando las ondas encuentran cambios en la densidad, temperatura o composición de las rocas, cambian de velocidad, se doblan o se dispersan, produciendo ecos que se pueden detectar. Los ecos de las estructuras cercanas llegan más rápidamente, mientras que los de estructuras más grandes son más ruidosos. Al medir el tiempo de viaje y la amplitud de estos ecos a medida que llegan a los sismómetros en diferentes lugares, los científicos pueden desarrollar modelos de las propiedades físicas de las rocas ocultas debajo de la superficie. Este proceso es similar a la formalos murciélagos se ecolocan para mapear su entorno.
Para este estudio, Kim y sus colegas buscaron ecos generados por un tipo específico de onda, llamada onda de corte, a medida que viaja a lo largo del límite núcleo-manto. En una grabación de un solo terremoto, conocido como sismograma, los ecosLas ondas de corte difractadas pueden ser difíciles de distinguir del ruido aleatorio, pero observar muchos sismogramas de muchos terremotos a la vez puede revelar similitudes y patrones que identifican los ecos ocultos en los datos.
Usando un algoritmo de aprendizaje automático llamado Sequencer, los investigadores analizaron 7,000 sismogramas de cientos de terremotos de magnitud 6.5 y mayores que ocurrieron alrededor de la cuenca del Océano Pacífico de 1990 a 2018. Secuenciador fue desarrollado por los coautores del nuevo estudio de la Universidad Johns Hopkins yUniversidad de Tel Aviv para encontrar patrones en la radiación de estrellas y galaxias distantes. Cuando se aplica a los sismogramas de los terremotos, el algoritmo descubrió una gran cantidad de ecos de ondas de corte.
"El aprendizaje automático en ciencias de la tierra está creciendo rápidamente y un método como Sequencer nos permite poder detectar sistemáticamente los ecos sísmicos y obtener nuevas ideas sobre las estructuras en la base del manto, que han permanecido en gran medida enigmáticas", dijo Kim.
El estudio reveló algunas sorpresas en la estructura del límite núcleo-manto.
"Encontramos ecos en aproximadamente el 40% de todas las rutas de ondas sísmicas", dijo Vedran Lekić, profesor asociado de geología en la UMD y coautor del estudio. "Eso fue sorprendente porque esperábamos que fueran más raros, y lo que eso significa es que las estructuras anómalas en el límite núcleo-manto están mucho más extendidas de lo que se pensaba ".
Los científicos descubrieron que el gran parche de material muy denso y caliente en el límite entre el núcleo y el manto debajo de Hawai produjo ecos únicos y fuertes, lo que indica que es incluso más grande que las estimaciones anteriores. Conocido como zonas de ultra baja velocidad ULVZ, tales parchesse encuentran en las raíces de las plumas volcánicas, donde la roca caliente se eleva desde la región límite del núcleo-manto para producir islas volcánicas. El ULVZ debajo de Hawai es el más grande conocido.
Este estudio también encontró un ULVZ previamente desconocido debajo de las Islas Marquesas.
"Nos sorprendió encontrar una característica tan grande debajo de las Islas Marquesas que ni siquiera sabíamos que existía antes", dijo Lekić. "Esto es realmente emocionante, porque muestra cómo el algoritmo Sequencer puede ayudarnos a contextualizar los datos del sismograma".en todo el mundo de una manera que no podíamos antes "
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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