El terremoto más profundo jamás detectado debería haber sido imposible
Los científicos han detectado el terremoto más profundo de la historia, alcanzando una profundidad de 467 millas (751 kilómetros) por debajo de la superficie de la Tierra.
Esta profundidad sitúa el terremoto en el manto inferior, donde los sismólogos han predicho terremotos ser imposible. Esto se debe a que, bajo tensiones extremas, las rocas tienen más probabilidades de doblarse y deformarse que de romperse con una liberación repentina de energía. Los minerales no siempre se comportan con la precisión esperada, dijo Pamela Burnley, profesora de materiales terrestres en la Universidad de Nevada, Las Vegas, que no participó en la investigación. Incluso bajo tensiones en las que deben transformarse en diferentes estados y son menos propensos a los terremotos, pueden permanecer en formaciones más antiguas.
«El hecho de que tengan que cambiar no significa que lo harán», dijo Burnley a WordsSideKick.com. Lo que podría revelar el terremoto, entonces, es que el límite interno tierra Mucho más turbio de lo que se suele atribuir.
cruce fronterizo
El periódico informó por primera vez sobre el terremoto de junio. Cartas de investigación geofísica, fue una réplica menor de un terremoto de magnitud 7,9 que sacudió las islas Bonin frente a Japón continental en 2015. Investigadores dirigidos por el sismólogo de la Universidad de Arizona Eric Kayser detectaron el terremoto utilizando el conjunto de estaciones sísmicas Hi-net de Japón. La matriz es el sistema de detección de terremotos más poderoso en uso actual, dijo John Fidel, un sismólogo de la Universidad del Sur de California que no participó en el estudio. El terremoto fue pequeño y no se pudo sentir en la superficie, por lo que se necesitaron instrumentos sensibles para encontrarlo.
La profundidad del terremoto aún debe ser confirmada por otros investigadores, dijo Vidale a WordsSideKick.com, pero el resultado parece confiable. «Hicieron un buen trabajo, así que creo que probablemente tenga razón», dijo Vidal.
Esto hace que el terremoto sea un rasguño de cabeza. La gran mayoría de los terremotos son poco profundos y se originan dentro de la corteza terrestre y el manto superior dentro de las primeras 62 millas (100 km) debajo de la superficie. En la corteza terrestre, que se extiende por unas 12 millas (20 km) en promedio, las rocas son frías y quebradizas. Cuando estas rocas están estresadas, dijo Burnley, solo pueden doblarse ligeramente antes de romperse, liberando energía como un resorte en espiral. Más profundo en la corteza y el manto inferior, las rocas son más calientes y más bajas y más altas. presión, lo que hace que sea menos probable que se rompa. Pero a esta profundidad, pueden ocurrir terremotos cuando altas presiones comprimen los poros llenos de líquido en la roca, lo que hace que el líquido escape. En estas condiciones, las rocas también son susceptibles a fracturas frágiles, dijo Burnley.
Este tipo de dinámica puede explicar terremotos de hasta 400 km (249 millas), que permanecen en el manto superior. Pero incluso antes de las réplicas de Bonin de 2015, se observaron terremotos en el manto inferior, que cayeron a aproximadamente 420 millas (670 km). Esos terremotos han sido un misterio durante mucho tiempo, dijo Burnley. Los poros de las rocas que contienen el agua se comprimieron, por lo que los fluidos ya no eran la causa.
«A esta profundidad, creemos que toda el agua debe ser empujada, y ciertamente estamos muy lejos de donde veremos el comportamiento frágil clásico», dijo. Esto siempre ha sido un dilema «.
cambio de metal
El problema con los terremotos a más de 249 millas de profundidad tiene que ver con la forma en que los minerales se comportan bajo estrés. Gran parte del manto del planeta está formado por un mineral llamado olivino, que es brillante y verde. Aproximadamente 249 millas hacia abajo, las tensiones causaron olivino átomos Para reorganizarlo en una estructura diferente, un mineral azul llamado wadsleyita. 100 km más profundo, la wadsleyita se reorganiza en ringwoodita. Finalmente, a unas 423 millas (680 km) de profundidad en el manto, la ringwoodita se divide en dos minerales, bridgemanita y perclasa. Los geólogos no pueden explorar el suelo tan lejos directamente, por supuesto, pero pueden usar equipos de laboratorio para recrear presiones extremas y crear estos cambios en la superficie. Debido a que las ondas sísmicas se mueven de manera diferente a través de diferentes fases minerales, los geofísicos pueden ver signos de estos cambios al observar las vibraciones causadas por grandes terremotos.
Esta última transición marca el final del manto superior y el comienzo del manto inferior. Lo importante en estas fases metálicas no son sus nombres, sino que cada una se comporta de manera diferente. Burnley dijo que se parece al grafito y al diamante. Ambos están hechos de carbón, pero con arreglos diferentes. El grafito es la forma estable en la superficie de la Tierra, mientras que el diamante es la forma estable en las profundidades del manto. Y ambos se comportan de manera bastante diferente: el grafito es suave, gris y resbaladizo, mientras que el diamante es muy duro y transparente. Cuando el olivino se convierte en transbordadores de alta presión, es más probable que se doble y menos probable que se rompa de una manera que provoque terremotos.
Los geólogos estaban desconcertados por los terremotos en el manto superior hasta la década de 1980, y todavía no todos están de acuerdo sobre por qué ocurrieron allí. Fueron Burnley y su asesor de doctorado, el mineralogista Harry Green, quienes propusieron una posible explicación. En experimentos en la década de 1980, la pareja descubrió que las fases minerales del olivino no estaban limpias y ordenadas. En algunas circunstancias, por ejemplo, el olivino puede saltarse la etapa de wadslight y dirigirse directamente a ringwoodite. Y al pasar de olivino a ringwoodita, bajo suficiente presión, el mineral puede romperse en lugar de doblarse.
«Si no hay transformación en mi espécimen, no se romperá», dijo Burnley. «Pero en el momento en que suceda el cambio y me enamore de él al mismo tiempo, se romperá».
Burnley y Green Informaron de su descubrimiento en 1989 informó en Nature, lo que sugiere que esta presión en la región de transición podría explicar terremotos tan pequeños como 249 millas de distancia.
ve más profundo
Sin embargo, el nuevo terremoto de Bonin es más profundo que esta zona de transición. A una profundidad de 467 millas, surgió en un lugar que debería estar directamente en el manto inferior.
Una posibilidad es que el límite entre el manto superior e inferior no esté exactamente donde los sismólogos esperan que esté en la región de Bonin, dijo Heidi Houston, geofísica de la Universidad del Sur de California que no participó en el trabajo. El área de Bonin Island es un Zona de subduccion Donde una losa de corteza oceánica se hunde bajo una losa de corteza continental. Este tipo de cosas tiende a tener un efecto de falsificación.
«Es un lugar complejo, no sabemos exactamente dónde se encuentra este límite entre el manto superior e inferior», dijo Houston a WordsSideKick.com.
Los autores del artículo argumentan que la losa que desciende de la corteza puede haber descansado esencialmente sobre el manto inferior con suficiente fuerza para poner las rocas allí bajo una enorme cantidad de estrés, generando suficiente calor y presión para causar una fractura muy inusual. Sin embargo, Burnley sospecha que la explicación más probable tiene que ver con el mal comportamiento de los minerales, o al menos de manera extraña. Dijo que la corteza continental que se hunde hacia el centro de la Tierra es mucho más fría que el material circundante, lo que significa que los minerales en la región pueden no estar lo suficientemente calientes para completar los cambios de fase que se supone que ocurren a una presión determinada.
El diamante y el grafito son un buen ejemplo, dijo Burnley nuevamente. El diamante no es estable en la superficie, lo que significa que no se formará espontáneamente, pero se degrada en grafito cuando se coloca en anillos de compromiso. Esto se debe a que existe una cierta cantidad de energía que los átomos de carbono necesitan para reorganizarse y, a las temperaturas de la superficie de la Tierra, esta energía no está disponible. (A menos que haya alguien Los diamantes se disparan con rayos láser.)
Burnley dijo que algo similar podría suceder en profundidad con el olivino. El mineral puede estar bajo suficiente presión para convertirse en una fase no quebradiza, pero si hace demasiado frío, por ejemplo, debido a una losa gigante de corteza continental fría a su alrededor, aún puede ser oliva. Esto puede explicar por qué el terremoto se originó en la corteza inferior: no hace tanto calor como esperan los científicos.
«Mi pensamiento general es que si un material está lo suficientemente frío como para crear suficiente presión para liberarlo repentinamente en un terremoto, también es lo suficientemente frío como para que el olivino se atasque en la estructura del olivino», dijo Burnley.
Cualquiera que sea la causa del terremoto, dijo Houston, es poco probable que se repita con frecuencia. Solo aproximadamente la mitad de las zonas de subducción en todo el mundo experimentan terremotos profundos, y el tipo de terremoto mayor que precedió a este terremoto muy profundo solo ocurrió cada dos a cinco años, en promedio.
«Este es un evento muy raro», dijo.
Publicado originalmente en Live Science.
