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Misteriosas estructuras detectadas cerca del núcleo de la Tierra usando ecolocalización similar a un murciélago

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La vasta región que separa el manto sólido de nuestro planeta y el núcleo fundido es un reino misterioso que se explora principalmente solo en la ciencia ficción salvaje como la novela de 1864 de Julio Verne. Viaje al centro de la Tierra o el largometraje de Hollywood un poco cursi de 2003 El núcleo .



Ahora, un equipo de científicos del Universidad de Maryland Al apuntar a los ecos de las ondas sísmicas y cómo viajan bajo la cuenca del Océano Pacífico, se han expuesto algunas estructuras esclarecedoras e inexplicables que habitan la zona profunda debajo de la corteza terrestre en el límite entre el núcleo y el manto.

Como se describe en un nuevo estudio publicado el 12 de junio en la revista científica en línea Ciencia , Investigadores de la Universidad de Maryland replicaron métodos de ecolocalización similares a los utilizados por murciélagos y delfines. Aquí llevaron a cabo los primeros experimentos de sismogramas simultáneos utilizando cientos de terremotos para identificar firmas de reverberación, detectando un número inesperado de estructuras agrupadas y extendidas cerca del corazón de níquel-hierro del planeta.







Gráfico 1

Crédito: Doyeon Kim / Universidad de Maryland

Esas áreas heterogéneas de roca caliente inusualmente densa representan un cambio masivo en nuestra comprensión de lo que se encuentra en la frontera entre el núcleo y el manto. Los científicos aún no están seguros de la composición de estas estructuras, y los estudios anteriores solo han brindado vistas escasas de ellas. Los hallazgos recientes proporcionarán nuevas teorías sobre cómo funcionó la tectónica de placas en el desarrollo del planeta en sus primeros eones, ya que la investigación anterior ha mostrado muy pocos detalles de esta zona interior de la Tierra.

`` Al observar miles de ecos de límites entre el núcleo y el manto a la vez, en lugar de enfocarnos en unos pocos a la vez, como se hace habitualmente, hemos obtenido una perspectiva totalmente nueva '', explicó. Doyeon Kim , becario postdoctoral en el Departamento de Geología de la UMD y autor principal del estudio. 'Esto nos muestra que la región del límite entre el núcleo y el manto tiene muchas estructuras que pueden producir estos ecos, y eso era algo de lo que no nos habíamos dado cuenta antes porque solo teníamos una visión estrecha'.

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Los geofísicos se centraron en las formas de onda específicas de los ecos de ondas sísmicas que viajan por debajo de la cuenca del Océano Pacífico. Su análisis reveló estructuras previamente desconocidas debajo de las islas volcánicas Marquesas en el Pacífico Sur.





Gráfico 2

Crédito: Getty Images

Con la ayuda de un algoritmo complejo ideado para estudiar estrellas y galaxias llamado Sequencer, los investigadores recurrieron a su capacidad para analizar grandes conjuntos de datos astronómicos en busca de patrones después de recalibrarlos primero para buscar a través de montañas de datos sísmicos.

`` El aprendizaje automático en las ciencias de la tierra está creciendo rápidamente y un método como Sequencer nos permite detectar sistemáticamente ecos sísmicos y obtener nuevos conocimientos sobre las estructuras en la base del manto, que se han mantenido en gran medida enigmáticas ''. Notas de kim .

Después de ingerir tres décadas de información que abarca casi 7.000 sismogramas de un tipo distintivo de onda sísmica, Sequencer buscó ecos sísmicos que reflejaban una zona de velocidad ultrabaja que los científicos podrían haber pasado por alto en análisis anteriores y descubrió una revelación reveladora.

A medida que las ondas sísmicas generadas por el terremoto pulsan en las entrañas de la Tierra miles de millas más abajo, estas ondas cambian, se ralentizan y se dispersan según las variaciones en la densidad, temperatura o composición de la roca. Al calcular el tiempo de viaje y la intensidad de estas señales de rebote cuando golpean los sismómetros en diferentes áreas, los científicos pueden crear modelos de las propiedades físicas de las rocas que se esconden debajo de la superficie.

Gráfico 3

Crédito: Doyeon Kim / Universidad de Maryland

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`` Nos sorprendió encontrar una característica tan grande debajo de las Islas Marquesas que ni siquiera sabíamos que existía antes '', explicó el geólogo. Vedran Lekić de la Universidad de Maryland. 'Esto es realmente emocionante, porque muestra cómo el algoritmo Sequencer puede ayudarnos a contextualizar los datos del sismograma en todo el mundo de una manera que antes no podíamos'.

'Encontramos ecos en aproximadamente el 40 por ciento de todas las trayectorias de ondas sísmicas', agregó Lekić. `` Eso fue sorprendente porque esperábamos que fueran más raros, y eso significa que las estructuras anómalas en el límite entre el núcleo y el manto están mucho más extendidas de lo que se pensaba ''.

Después de mostrar la aptitud de Sequencer para detectar estructuras desconocidas en este turbio territorio del manto-núcleo, estas técnicas podrían usarse aún más aplicando diferentes tipos de ondas y frecuencias para componer un mapa de alta resolución del interior de la Tierra, ayudando así a los geólogos en su búsqueda de comprender mejor la evolución de la Tierra examinando estas extrañas zonas más densas.