Investigadores pueden haber resuelto un misterio geofísico
Los investigadores del Department of Physics, University of Colorado, EE.UU. informan que pueden haber resuelto un misterio geofísico, identificando la posible causa de un fenómeno que se asemeja a una llave en el motor del planeta.
El equipo de investigadores exploró la física de "losas estancadas". Estas rarezas geofísicas se forman cuando enormes trozos de placas oceánicas de la Tierra son forzados a descender a los bordes de ciertas placas continentales. Los trozos se hunden en el interior del planeta durante cientos de kilómetros hasta que, de repente, y por razones que los científicos no pueden explicar, se detienen como un automóvil parado.
Sin embargo, Wei Mao y Shijie Zhong pueden haber encontrado la razón para ese alto. Usando simulaciones por computadora, los investigadores examinaron una serie de placas de estancamiento en el Océano Pacífico cerca de Japón y Filipinas.
Descubrieron que estas rocas frías parecen estar deslizándose sobre una capa delgada de material débil que se encuentra en el límite del manto superior e inferior del planeta, aproximadamente 660 kilómetros, por debajo de la superficie. Y el paro es probable que sea temporal.
"Aunque vemos que estas losas están estancadas, son un fenómeno bastante reciente, que probablemente esté ocurriendo en los últimos 20 millones de años", dijo Zhong.
Los hallazgos son importantes para la tectónica y el volcanismo en la superficie de la Tierra.
Zhong explicó que el manto del planeta, que se encuentra sobre el núcleo, genera grandes cantidades de calor. Para enfriar el globo, las rocas más calientes se elevan a través del manto y las rocas más frías se hunden.
"Se puede pensar en esta convección del manto como un gran motor que impulsa todo lo que vemos en la superficie de la Tierra: terremotos, construcción de montañas, placas tectónicas, volcanes e incluso el campo magnético de la Tierra", dijo Zhong.
Sin embargo, la existencia de losas estancadas, que los geofísicos ubicaron por primera vez hace una década, complica esa metáfora, lo que sugiere que el motor de la Tierra puede detenerse en algunas áreas. Eso, a su vez, puede cambiar la forma en que los científicos piensan que se forman diversas características, como los volcanes de Asia oriental, a lo largo del tiempo geológico.
Los científicos han localizado la mayor parte de esas losas en el Océano Pacífico occidental, específicamente en la costa este de Japón y debajo de la Fosa Mariana, en los sitios de las zonas de subducción, o en las áreas donde las placas oceánicas de la superficie del planeta se hunden cientos de kilómetros bajo tierra.
Las losas que se ven en sitios similares cerca de América del Norte y del Sur se comportan de la manera en que los geofísicos podrían esperar: se sumergen a través del manto superior de la Tierra y en el manto inferior donde se calientan cerca del núcleo.
Pero alrededor de Asia, "simplemente no descienden", dijo Zhong.
En su lugar, las losas se extienden horizontalmente cerca del límite entre el manto superior e inferior, un punto donde el calor y la presión dentro de la Tierra hacen que los minerales cambien de una fase a otra.
Para descubrir por qué las losas se estancan, Zhong y Mao desarrollaron simulaciones realistas de cómo se relacionan la energía y el ciclo de las roca en todo el planeta.
Encontraron que la única forma en que podían explicar el comportamiento de las losas estancadas era si una capa delgada de roca menos viscosa era acuñada entre las dos mitades del manto. Si bien nadie ha observado directamente una capa de este tipo, los investigadores han predicho que existe al estudiar los efectos del calor y la presión sobre la roca.
Si lo hace, tal capa actuaría como una charca grasienta en medio del planeta.
"Si se introduce una capa débil a esa profundidad, de alguna manera la viscosidad reducida ayudaría a lubricar la región", dijo Zhong. "Las losas se desvían y pueden seguir avanzando grandes distancias horizontalmente".
Las losas estancadas parecen ocurrir en la costa de Asia, pero no en las Américas, porque el movimiento de los continentes en la parte superior, da a esos trozos de roca, más espacio para deslizarse.
Zhong, sin embargo, dijo que no cree que las losas se queden atascadas. Con el tiempo suficiente, sospecha que romperán la parte resbaladiza del manto y continuarán su avance hacia el núcleo del planeta.
En otras palabras, el planeta todavía se comportaría como un motor, solo con unos pocos puntos pegajosos.
"La nueva investigación sugiere que la historia puede ser más complicada de lo que se había pensado anteriormente", dijo Zhong.
Mao, Wei. Slab stagnation due to a reduced viscosity layer beneath the mantle transition zone. Nature Geoscience. https://doi.org/10.1038/s41561-018-0225-2
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| Mapa de anomalías sísmicas y anomalías de temperatura del modelo actual. |
El equipo de investigadores exploró la física de "losas estancadas". Estas rarezas geofísicas se forman cuando enormes trozos de placas oceánicas de la Tierra son forzados a descender a los bordes de ciertas placas continentales. Los trozos se hunden en el interior del planeta durante cientos de kilómetros hasta que, de repente, y por razones que los científicos no pueden explicar, se detienen como un automóvil parado.
Sin embargo, Wei Mao y Shijie Zhong pueden haber encontrado la razón para ese alto. Usando simulaciones por computadora, los investigadores examinaron una serie de placas de estancamiento en el Océano Pacífico cerca de Japón y Filipinas.
Descubrieron que estas rocas frías parecen estar deslizándose sobre una capa delgada de material débil que se encuentra en el límite del manto superior e inferior del planeta, aproximadamente 660 kilómetros, por debajo de la superficie. Y el paro es probable que sea temporal.
"Aunque vemos que estas losas están estancadas, son un fenómeno bastante reciente, que probablemente esté ocurriendo en los últimos 20 millones de años", dijo Zhong.
Los hallazgos son importantes para la tectónica y el volcanismo en la superficie de la Tierra.
Zhong explicó que el manto del planeta, que se encuentra sobre el núcleo, genera grandes cantidades de calor. Para enfriar el globo, las rocas más calientes se elevan a través del manto y las rocas más frías se hunden.
"Se puede pensar en esta convección del manto como un gran motor que impulsa todo lo que vemos en la superficie de la Tierra: terremotos, construcción de montañas, placas tectónicas, volcanes e incluso el campo magnético de la Tierra", dijo Zhong.
Sin embargo, la existencia de losas estancadas, que los geofísicos ubicaron por primera vez hace una década, complica esa metáfora, lo que sugiere que el motor de la Tierra puede detenerse en algunas áreas. Eso, a su vez, puede cambiar la forma en que los científicos piensan que se forman diversas características, como los volcanes de Asia oriental, a lo largo del tiempo geológico.
Los científicos han localizado la mayor parte de esas losas en el Océano Pacífico occidental, específicamente en la costa este de Japón y debajo de la Fosa Mariana, en los sitios de las zonas de subducción, o en las áreas donde las placas oceánicas de la superficie del planeta se hunden cientos de kilómetros bajo tierra.
Las losas que se ven en sitios similares cerca de América del Norte y del Sur se comportan de la manera en que los geofísicos podrían esperar: se sumergen a través del manto superior de la Tierra y en el manto inferior donde se calientan cerca del núcleo.
Pero alrededor de Asia, "simplemente no descienden", dijo Zhong.
En su lugar, las losas se extienden horizontalmente cerca del límite entre el manto superior e inferior, un punto donde el calor y la presión dentro de la Tierra hacen que los minerales cambien de una fase a otra.
Para descubrir por qué las losas se estancan, Zhong y Mao desarrollaron simulaciones realistas de cómo se relacionan la energía y el ciclo de las roca en todo el planeta.
Encontraron que la única forma en que podían explicar el comportamiento de las losas estancadas era si una capa delgada de roca menos viscosa era acuñada entre las dos mitades del manto. Si bien nadie ha observado directamente una capa de este tipo, los investigadores han predicho que existe al estudiar los efectos del calor y la presión sobre la roca.
Si lo hace, tal capa actuaría como una charca grasienta en medio del planeta.
"Si se introduce una capa débil a esa profundidad, de alguna manera la viscosidad reducida ayudaría a lubricar la región", dijo Zhong. "Las losas se desvían y pueden seguir avanzando grandes distancias horizontalmente".
Las losas estancadas parecen ocurrir en la costa de Asia, pero no en las Américas, porque el movimiento de los continentes en la parte superior, da a esos trozos de roca, más espacio para deslizarse.
Zhong, sin embargo, dijo que no cree que las losas se queden atascadas. Con el tiempo suficiente, sospecha que romperán la parte resbaladiza del manto y continuarán su avance hacia el núcleo del planeta.
En otras palabras, el planeta todavía se comportaría como un motor, solo con unos pocos puntos pegajosos.
"La nueva investigación sugiere que la historia puede ser más complicada de lo que se había pensado anteriormente", dijo Zhong.
Mao, Wei. Slab stagnation due to a reduced viscosity layer beneath the mantle transition zone. Nature Geoscience. https://doi.org/10.1038/s41561-018-0225-2
