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Pacífico: el manto terrestre nos revela un nuevo secreto

La estructura de la Tierra revela nuevos secretos. En muchas partes del mundo, especialmente en el Pacífico, las ondas sísmicas se ralentizan en la capa denominada discontinuidad G o de Gutenberg. En realidad, corresponde a la interfaz litosfera-astenosfera y se compone de magma fundido. Al contrario de lo que pensábamos, esta capa se encuentra sólo alrededor de los volcanes.

La superficie de la Tierra está cubierta de placas tectónicas en movimiento. Se componen de trozos de la corteza terrestre, continental u oceánica, y parte del manto superior. El límite inferior de la estructura fría y rígida está generalmente a entre 100 y 200 kilómetros de profundidad. Más allá de la astenosfera comienza una segunda región del manto relativamente caliente y dúctil.

El estudio de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas es una herramienta valiosa que se utiliza para caracterizar la estructura interna de la Tierra. Este parámetro se relaciona con la densidad y la viscosidad de los materiales atravesados. De hecho, la velocidad de la onda al penetrar profundamente en la litosfera y luego, bruscamente, reduce si velocidad a medida que pasa dentro de la astenosfera antes de acelerar de nuevo. En algunas partes del mundo, la reducción de velocidad es mayor de lo normal (15 a 30%) se puede observar entre 35 y 120 km de profundidad bajo los océanos, dando lugar a una discontinuidad de Gutenberg (G). El límite entre el manto inferior del núcleo externo también lleva este nombre, ¡no hay que confundir estos dos límites!

La profundidad de esta discontinuidad G suele coincidir con el límite de la litosfera-astenosfera (LAB). Sin embargo, no hay evidencia directa para afirmar que forman una sola estructura. El origen de la discontinuidad G también plantea interrogantes ya que la temperatura no puede explicar las variaciones en la viscosidad y por lo tanto en la velocidad. Nicholas Schmerr del Goddard Space Flight Center Planetary Geodynamics Laboratory de la Nasa ofrece hoy en la revista Science, arroja nueva luz sobre los procesos que intervienen, a través de observaciones en el Pacífico. La discontinuidad G marca la frontera astenosfera-litosfera, pero sólo en regiones donde la actividad volcánica es importante.

magma lava astenosfera

El magma se puede acumular en la litosfera cerca de los volcanes activos. Las ondas sísmicas de la estrella (a la izquierda) se refleja en esta masa. A continuación, son recogidas por una red de sismógrafos (triángulo azul). La ausencia de magma se traduce en la falta reflexión profunda según el método utilizado por el autor. © Carnegie Institution for Science

Magma atrapado bajo la litosfera, cerca de los volcanes

Es difícil estudiar la estructura precisa de la Tierra en el Océano Pacífico, especialmente más allá de una profundidad de 100 kilómetros. No hay islas posicionadas correctamente sobre las que construir sitios de estudio y la instalación de sismómetros en el fondo marino es difícil y costosa. Además, el área a cubrir es enorme. Los mapas muestran la discontinuidad G presente en muchas lagunas de esta región. Nicholas Schmerr ha logrado trabajar con ondas sísmicas de alta frecuencia, llamadas SS, para desarrollar una nueva técnica analítica que supera estos problemas.

Sus resultados nos permiten cambiar ciertas creencias acerca de la estructura de la Tierra. La discontinuidad G no es una capa homogénea que cubre todo el Pacífico. Se detecta sólo en la proximidad de los lugares con una superficie volcánica reciente. Además, la profundidad de esta capa aumenta con la antigüedad de la placa litosférica que tiene encima. Sin embargo, estas últimas se expanden con la antigüedad, disminuyendo así la posición de la frontera litosfera-astenosfera. Conclusión: la LAB y la discontinuidad G en realidad son dos elementos idénticos.

En base a estos resultados, Nicholas Schmerr lanza la siguiente hipótesis: la discontinuidad G se compone de magma atrapado en la litosfera. Estas rocas de baja viscosidad pueden tener dos orígenes: un fenómeno de la descompresión en la astenosfera (minerales calientes se mueven demasiado rápido, la presión disminuye, se licuan) o el ascenso de un manto diapiro en forma de una pluma.

Este descubrimiento debe tenerse en cuenta por los investigadores que estudian el funcionamiento de la tectónica de placas. Es difícil ahora afirmar que las placas se deslizan sobre la discontinuidad G sabiendo que no es continua…

estrucura de la tierra

La litosfera está compuesta por la corteza y una parte del manto superior. Estas dos partes están separadas por la discontinuidad de Mohorovic (Moho). Desciende a mayores profundidades por debajo de la corteza continental. Los valores indicados por la medición de las densidades. © Universidad de Laval

Más información

The Gutenberg Discontinuity: Melt at the Lithosphere-Asthenosphere Boundary

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