Podría ayudar a resolver un debate de larga data sobre cómo se mueven las placas tectónicas
Los científicos han descubierto una nueva capa de roca parcialmente fundida debajo de la corteza terrestre que podría ayudar a resolver un debate de larga data sobre cómo se mueven las placas tectónicas.
Los investigadores habían identificado previamente parches de fusión a una profundidad similar. Pero un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Texas en Austin reveló por primera vez la extensión global de la capa y su parte en la tectónica de placas.
La capa fundida se encuentra a unas 100 millas de la superficie y es parte de la astenosfera, que se encuentra debajo de las placas tectónicas de la Tierra en el manto superior. La astenosfera es importante para la tectónica de placas porque forma un límite relativamente blando que permite que las placas tectónicas se muevan a través del manto.
Las razones por las que es blando, sin embargo, no se comprenden bien. Los científicos pensaron anteriormente que las rocas fundidas podrían ser un factor. Pero este estudio muestra que el derretimiento, de hecho, no parece influir notablemente en el flujo de las rocas del manto.
"Cuando pensamos en algo que se derrite, intuitivamente pensamos que el derretimiento debe jugar un importante papel en la viscosidad del material", dijo Junlin Hua, becario postdoctoral en la Escuela de Geociencias Jackson de la Universidad de Texas que dirigió la investigación. "Pero lo que encontramos es que incluso cuando la fracción derretida es bastante alta, su efecto sobre el flujo del manto es muy pequeño".
Según la investigación, que Hua comenzó como estudiante de posgrado en la Universidad de Brown, la convección del calor y la roca en el manto son las influencias predominantes en el movimiento de las placas. Aunque el interior de la Tierra es en gran parte sólido, durante largos períodos de tiempo, las rocas pueden moverse y fluir como la miel.
Imagen: Un diagrama de la astenosfera, que ayuda a la tectónica de placas, donde los investigadores de la Escuela de Geociencias UT Austin Jackson dicen que detectaron una capa global de fusión parcial (mostrada en rojo moteado). Crédito: Junlin Hua/Escuela de Geociencias UT Jackson
Demostrar que la capa de fusión no tiene influencia en la tectónica de placas significa una variable menos complicada para los modelos informáticos de la Tierra, dijo el coautor Thorsten Becker, profesor de la Escuela Jackson.
"No podemos descartar que el derretimiento local no importe", dijo Becker, quien diseña modelos geodinámicos de la Tierra en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas de la Escuela Jackson. "Pero creo que nos impulsa a ver estas observaciones de derretimiento como un marcador de lo que está sucediendo en la Tierra, y no necesariamente como una contribución activa a nada".
La idea de buscar una nueva capa en el interior de la Tierra se le ocurrió a Hua mientras estudiaba imágenes sísmicas del manto debajo de Turquía durante su investigación doctoral.
Imagen: La Tierra con el manto superior revelado. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han descubierto una capa previamente desconocida de roca parcialmente fundida en una región clave justo debajo de las placas tectónicas. Crédito: Leonello Calvetti/Dreamstime
Intrigado por los signos de roca parcialmente fundida debajo de la corteza, Hua compiló imágenes similares de otras estaciones sísmicas hasta que tuvo un mapa global de la astenosfera. Lo que él y otros habían tomado como una anomalía era, de hecho, un lugar común en todo el mundo y aparecía en las lecturas sísmicas donde la astenosfera estaba más caliente.
La siguiente sorpresa llegó cuando comparó su mapa de fusión con las mediciones sísmicas del movimiento tectónico y no encontró ninguna correlación, a pesar de que la capa de fusión abarcaba casi la mitad de la Tierra.
"Este trabajo es importante porque comprender las propiedades de la astenosfera y los orígenes de por qué es débil es fundamental para comprender la tectónica de placas", dijo la coautora Karen Fischer, sismólogo y profesor de la Universidad de Brown que fue estudiante de doctorado de Hua cuando comenzó la investigación.
La investigación se publicó el 6 de febrero de 2023 en la revista Nature Geoscience: Asthenospheric low-velocity zone consistent with globally prevalent partial melting
