Usando datos sísmicos y supercomputadoras, Los geofísicos de la Universidad de Rice han realizado una tomografía computarizada sísmica masiva del manto superior debajo de la meseta tibetana y concluyeron que la mitad sur del "Techo del mundo" se formó en menos de una cuarta parte del tiempo desde el comienzo de la India-Eurasia continental. colisión.

La investigación, que aparece en línea esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza , encuentra que la gran elevación del sur del Tíbet se logró en gran medida en 10 millones de años. La colisión tectónica de la India continental con Asia comenzó hace unos 45 millones de años.

"Las características que vemos en nuestra imagen tomográfica son muy diferentes de las que se han visto antes con las técnicas tradicionales de inversión sísmica, "dijo Min Chen, el científico investigador de Rice que dirigió el proyecto. "Debido a que utilizamos la inversión de forma de onda completa para asimilar un gran conjunto de datos sísmicos, pudimos ver más claramente cómo la litosfera del manto superior debajo del sur del Tíbet difiere de la de la región circundante. Nuestra imagen sísmica sugiere que la litosfera tibetana se espesó y formó una raíz más densa que se desprendió y se hundió más profundamente en el manto. Concluimos que la mayor parte del levantamiento en el sur del Tíbet probablemente ocurrió cuando esta raíz litosférica se desprendió ".

La investigación podría ayudar a responder preguntas de larga data sobre la formación del Tíbet. Conocido como el "Techo del mundo, "la meseta tibetana se encuentra a más de tres millas sobre el nivel del mar. La historia básica detrás de su creación, la colisión tectónica entre los continentes indio y euroasiático, es bien conocida por los escolares de todo el mundo. pero los detalles específicos siguen siendo esquivos. Por ejemplo, ¿Qué hace que la meseta se eleve y cómo impacta su gran elevación en el clima de la Tierra?

"La teoría principal sostiene que la meseta se elevó continuamente una vez que comenzó la colisión continental India-Eurasia, y que la meseta se mantiene por el movimiento hacia el norte de la placa india, que obliga a la meseta a acortarse horizontalmente y moverse hacia arriba simultáneamente, "dijo el coautor del estudio, Fenglin Niu, profesor de Ciencias de la Tierra en Rice. "Nuestros hallazgos apoyan un escenario diferente, una elevación más rápida y pulsada del sur del Tíbet ".

Chen y sus colegas tardaron tres años en completar su modelo tomográfico de la corteza y la estructura del manto superior debajo del Tíbet. El modelo se basa en lecturas de miles de estaciones sísmicas en China, Japón y otros países del este de Asia. Los sismómetros registran el tiempo de llegada y la amplitud de las ondas sísmicas, pulsos de energía que son liberados por terremotos y que viajan a través de la Tierra. El tiempo de llegada de una onda sísmica a un sismómetro particular depende del tipo de roca por la que haya pasado. Trabajar hacia atrás a partir de las lecturas de los instrumentos para calcular los factores que las produjeron es algo a lo que los científicos se refieren como un problema inverso, y los problemas inversos sismológicos con formas de onda completas que incorporan todo tipo de ondas sísmicas utilizables son algunos de los problemas inversos más complejos de resolver.

Chen y sus colegas utilizaron una técnica llamada inversión de forma de onda completa, "una técnica iterativa de coincidencia de forma de onda completa que utiliza un código numérico complicado que requiere computación paralela en supercomputadoras, " ella dijo.

"La técnica realmente nos permite usar todos los movimientos de una gran cantidad de sismógrafos para construir un modelo tridimensional más realista del interior de la Tierra". de la misma manera que las ballenas o los murciélagos usan la localización por eco, ", dijo." Las estaciones sísmicas son como las orejas de los animales, pero el eco que están escuchando es una onda sísmica que se ha transmitido o rebotado en las características del subsuelo dentro de la Tierra ".

El modelo tomográfico incluye características a una profundidad de aproximadamente 500 millas por debajo del Tíbet y las montañas del Himalaya. El modelo se calculó en el clúster de computación DAVinCI de Rice y en supercomputadoras de la Universidad de Texas que forman parte del Ambiente de Descubrimiento de Ingeniería y Ciencia Extrema de la Fundación Nacional de Ciencias (XSEDE).

"El mecanismo que condujo al surgimiento del sur del Tíbet se llama engrosamiento y hundimiento litosférico, ", Dijo Chen." Esto sucedió debido a la convergencia de dos placas continentales, que son flotantes y no fáciles de subducir debajo de la otra placa. Uno de los platos en este caso del lado tibetano, era más deformable que el otro, y comenzó a deformarse hace unos 45 millones de años cuando comenzó la colisión. La corteza y la rígida tapa del manto superior, la litosfera, se deformaron y engrosaron. y la parte inferior más densa de esta litosfera engrosada finalmente se hundió, o se separó del resto de la litosfera. Hoy dia, en nuestro modelo, podemos ver una sección en forma de T de esta litosfera hundida que se extiende desde una profundidad de unos 250 kilómetros hasta al menos 660 kilómetros ".

Chen dijo que después de que se desprendiera la raíz litosférica más densa, la litosfera restante bajo el sur del Tíbet experimentó un rápido aumento en respuesta.

"La pieza en forma de T de la litosfera que se hundió se hundió más profundamente en el manto y también indujo un afloramiento caliente de la astenosfera, que conduce al magmatismo superficial en el sur del Tíbet, " ella dijo.

Tal magmatismo está documentado en el registro rocoso de la región, comenzando hace unos 30 millones de años en una época conocida como el Oligoceno.

"La correlación espacial entre nuestro modelo tomográfico y el magmatismo del Oligoceno sugiere que el levantamiento del sur del Tíbet ocurrió en un lapso geológico relativamente corto que podría haber sido tan corto como 5 millones de años, "Dijo Chen.