En un estudio que da un nuevo significado al término “fondo de roca”, los investigadores sísmicos han descubierto la parte inferior de una losa rocosa de la capa superficial de la Tierra, o litosfera, que ha sido arrastrada a unos 600 kilómetros por debajo del noreste de China mediante el proceso de subducción tectónica.
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El estudio, publicado por un equipo de investigadores chinos y estadounidenses en Nature Geoscience, ofrece nueva evidencia sobre lo que sucede con las placas tectónicas oceánicas ricas en agua a medida que se dibujan a través del manto de la Tierra debajo de los continentes.
Fenglin Niu, sismólogo de la Universidad de Rice y coautor correspondiente, dijo que el estudio proporciona las primeras imágenes sísmicas de alta resolución de los límites superior e inferior de una placa tectónica rocosa o litosférica dentro de una región clave conocida como la zona de transición del manto, que comienza a unos 410 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra y se extiende hasta unos 660 kilómetros.
“Muchos estudios sugieren que la losa en realidad se deforma mucho en la zona de transición del manto, que se vuelve blanda, por lo que se deforma fácilmente”, dijo Niu. Cuánto se deforma la losa o conserva su forma es importante para explicar cómo se mezcla con el manto y qué tipo de efecto de enfriamiento tiene.
El manto de la Tierra se convence como calor en un horno. El calor del núcleo de nuestro planeta se eleva a través del manto en el centro de los océanos, donde se forman las placas tectónicas. Desde allí, el calor fluye a través del manto, enfriándose a medida que avanza hacia los continentes, donde desciende hacia el núcleo para recolectar más calor, subir y completar el círculo convectivo.
Estudios anteriores han investigado los límites de las losas en subducción en el manto, pero pocos han mirado a más de 200 kilómetros y ninguno con la resolución del estudio actual, que utilizó más de 67 mil mediciones recolectadas de 313 estaciones sísmicas regionales en el noreste de China. Ese trabajo, que se realizó en colaboración con la Administración de Terremotos de China, fue dirigido por el coautor para correspondencia Qi-Fu Chen de la Academia de Ciencias de China.
La investigación averigua cuestiones fundamentales sobre los procesos que dieron forma a la superficie de la Tierra durante miles de millones de años. La convección del manto impulsa los movimientos de las placas tectónicas de ésta, piezas rígidas entrelazadas de la superficie del planeta que están en constante movimiento mientras flotan sobre la astenosfera, la capa superior del manto y la parte más fluida del planeta interior.
Donde las placas tectónicas se encuentran, se empujan y muelen juntas, liberando energía sísmica. En casos extremos, esto puede causar terremotos y tsunamis destructivos, pero la mayor parte del movimiento sísmico es demasiado débil para que los humanos lo sientan. Utilizando sismómetros, los científicos pueden medir la magnitud y la ubicación de las perturbaciones sísmicas, y debido a que las ondas sísmicas se aceleran en algunos tipos de rocas y disminuyen en otros, los científicos pueden usarlas para crear imágenes del interior de la Tierra, de la misma manera que un médico podría usar el ultrasonido para obtener imágenes del interior de un paciente.
Niu, profesor de ciencias terrestres, ambientales y planetarias en Rice, ha estado a la vanguardia de las imágenes sísmicas durante más de dos décadas. Cuando hizo su Ph.D. Entrenando en Japón hace más de 20 años, los investigadores estaban utilizando densas redes de estaciones sísmicas para recopilar algunas de las primeras imágenes detalladas de los límites de losa sumergida de la placa del Pacífico, la misma placa que se tomó en un estudio publicado esta semana.
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También dijo que el hecho de que tanto la parte superior como la inferior de la losa sean visibles es evidencia de que la losa no se ha mezclado completamente con el manto circundante. Dijo que las firmas de calor de porciones parcialmente derretidas del manto debajo de la losa también proporcionan evidencia indirecta de que ésta transportó parte de su agua a la zona de transición.