Los científicos podrían haber descubierto la causa de unas extrañas ondas sísmicas que resuenan en el interior de la Tierra y que los han desconcertado durante décadas. Para empezar, las regiones del manto inferior de la Tierra dispersan las ondas sísmicas entrantes, que regresan a la superficie como ondas PKP (ondas primarias) a diferentes velocidades, dependiendo de la distancia que hayan recorrido a través de las capas de la Tierra. Sin embargo, el origen de las señales precursoras, que llegan antes que las ondas sísmicas principales que viajan a través del núcleo de la Tierra, sigue sin estar claro. Y podríamos decir: hasta ahora.
¿Qué han descubierto?
Una nueva investigación publicada en la revista AGU Advances, la revista principal de la American Geophysical Union (Unión Americana de Geofísica), podría haber descifrado estas misteriosas señales procedentes de las profundidades del manto terrestre que se ralentizan hasta casi detenerse.
"Estas son algunas de las características más extremas descubiertas en el planeta. No sabemos legítimamente qué son", explicó Michael Thorne, profesor asociado de geología y geofísica de la Universidad de Utah y autor principal del estudio. "Pero una cosa que sabemos es que parecen terminar acumulándose debajo de volcanes de puntos calientes. Parecen ser la raíz de columnas de todo el manto que dan lugar a volcanes de puntos calientes".
Y, curiosamente, el hallazgo sugiere una conexión entre las señales precursoras de la PKP y el vulcanismo observado en regiones como Yellowstone, las islas hawaianas, Samoa, Islandia y las islas Galápagos.
Estas zonas de velocidad ultrabaja se encuentran cerca de puntos calientes, regiones del manto donde la roca caliente se mueve hacia arriba, y estas zonas, que se hayan cerca del límite entre el núcleo y el manto terrestre, son capaces de disminuir la velocidad de las ondas sísmicas hasta en un 50%. Las ondas PKP precursoras llegan antes que la onda principal después de dispersarse por las características misteriosas en el manto inferior de la Tierra.
El proceso
Los investigadores han seguido el movimiento de la estructura del núcleo interno sólido de la Tierra mediante el análisis de ondas sísmicas. Cuando un terremoto sacude la superficie de la Tierra, las ondas sísmicas atraviesan el manto, y hay ondas que se 'dispersan' cuando pasan por características irregulares. Pero, ¿dónde exactamente?
El equipo, utilizando un método de matriz sísmica de vanguardia y nuevas observaciones teóricas de simulaciones de terremotos, analizaron datos de 58 terremotos que ocurrieron alrededor de Nueva Guinea y se registraron en América del Norte después de pasar por el planeta. "Ahora podemos hacer una proyección retrospectiva de dónde proviene esta energía", aclara Thorne.
Los hallazgos indicaron que algo estaba ralentizando considerablemente las ondas sísmicas, dispersando su energía. Los dos posibles responsables eran los valles y crestas en el límite entre el núcleo y el manto por donde transitaban las ondas, o las ULVZ, Zonas de velocidad ultra baja. Se considera que el límite núcleo-manto bajo el Pacífico occidental, por donde se desplazaron las ondas, es uniforme. Thorne sospecha que estas capas, que tienen solo entre 20 y 40 kilómetros de espesor, se forman donde las placas tectónicas subducidas inciden en el límite núcleo-manto en la corteza oceánica Sin embargo, investigaciones anteriores identificaron una extensa zona ULVZ bajo el Pacífico occidental, al este de Filipinas, que se superpone al área en estudio.
"Lo que hemos descubierto ahora es que estas zonas de velocidad ultrabaja no solo existen debajo de los puntos calientes. Están esparcidas por todo el límite entre el núcleo y el manto debajo de América del Norte. Realmente parece que estas ULVZ se están generando activamente. No sabemos cómo. Pero como las estamos viendo cerca de la subducción, creemos que los basaltos de las dorsales oceánicas se están derritiendo, y esa puede ser la forma en que se están generando", apuntó Thorne. "También pueden acumularse debajo de los puntos calientes, pero no está claro si estas ULVZ se generan por el mismo proceso. La determinación de las consecuencias de un proceso de este tipo tendrá que esperar a futuras investigaciones", concluyó el experto.
Referencias:
- Michael S. Thorne, Surya Pachhai, Mingming Li, Jamie Ward, Sebastian Rost. Investigating Ultra‐Low Velocity Zones as Sources of PKP Scattering Beneath North America and the Western Pacific Ocean: Potential Links to Subducted Oceanic Crust. AGU Advances, 2024; 5 (4) DOI: 10.1029/2024AV001265
- Hiemer, V., & Thomas, C. (2022). Generation of Reflections and PKP Precursors From a Scattering Layer in D″. Geophysical Research Letters, 49. https://doi.org/10.1029/2021GL096900.
- Frost, D., Garnero, E., & Rost, S. (2018). Dynamical links between small- and large-scale mantle heterogeneity: Seismological evidence. Earth and Planetary Science Letters, 482, 135-146. https://doi.org/10.1016/J.EPSL.2017.10.058.
- Tanaka, S. (2013). One-dimensional modeling of multiple scattering in the upper inner core: Depth extent of a scattering region in the Eastern Hemisphere. Journal of Earth Science, 24, 706-715. https://doi.org/10.1007/s12583-013-0366-6.
- Cleary, J., & Haddon, R. (1972). Seismic Wave Scattering near the Core-Mantle Boundary: a New Interpretation of Precursors to PKP. Nature, 240, 549-551. https://doi.org/10.1038/240549A0.
