Los sismómetros flotantes denominados MERMAIDs (registro móvil de terremotos en áreas marinas por buzos independientes) revelan que los volcanes de Galápagos son alimentados por una pluma del manto que alcanza 1, 900 km de profundidad. Al dejar que sus nueve SIRENAS floten libremente durante dos años, un equipo internacional de investigadores creó una red artificial de sismómetros oceánicos que podrían llenar una de las áreas en blanco en el mapa geológico global, donde de lo contrario no se dispone de información sísmica. A la deriva una milla debajo de la superficie Las SIRENAS cubren un área grande. Los círculos rojos muestran dónde una SIRENA recogió una señal sísmica. Crédito:Universidad de Princeton
Los sismólogos utilizan ondas generadas por terremotos para escanear el interior de nuestro planeta, al igual que los médicos imaginan a sus pacientes mediante tomografía médica. Las imágenes de la Tierra nos han ayudado a rastrear los orígenes profundos de islas volcánicas como Hawai, e identificar las zonas de origen de terremotos profundos.
"Imagine a un radiólogo obligado a trabajar con un escáner CAT al que le faltan dos tercios de sus sensores necesarios, "dijo Frederik Simons, profesor de geociencias en Princeton. "Dos tercios es la fracción de la Tierra que está cubierta por océanos y, por lo tanto, carece de estaciones de registro sísmico. Tal es la situación que enfrentan los sismólogos que intentan afinar sus imágenes del interior de nuestro planeta".
Hace unos 15 años, cuando era investigador postdoctoral, Simons se asoció con Guust Nolet, ahora el Profesor George J. Magee de Geociencias e Ingeniería Geológica, Emeritus, y resolvieron remediar esta situación construyendo un robot submarino equipado con un hidrófono, un micrófono submarino que puede captar los sonidos de terremotos distantes cuyas ondas envían energía acústica a los océanos a través del fondo del océano.
Esta semana, Nolet, Simons y un equipo internacional de investigadores publicaron los primeros resultados científicos de los revolucionarios flotadores sísmicos, MERMAIDs:registro móvil de terremotos en áreas marinas por buzos independientes.
Los sismómetros flotantes denominados MERMAIDs (registro móvil de terremotos en áreas marinas por buzos independientes) revelan que los volcanes de Galápagos son alimentados por una pluma del manto que alcanza 1, 900 km de profundidad. Al dejar que sus nueve SIRENAS floten libremente durante dos años, un equipo internacional de investigadores creó una red artificial de sismómetros oceánicos que podrían llenar una de las áreas en blanco en el mapa geológico global, donde de lo contrario no se dispone de información sísmica.
La roca del manto caliente ralentiza las ondas sísmicas. Este gráfico muestra (en porcentaje) cuánto más lento viaja la onda en una sección transversal que corta a lo largo de los 91 grados de longitud oeste. La trama se extiende hasta el centro de la Tierra (2, 890 kilometros, o alrededor de 1, 800 millas), y va desde los 20 grados de latitud sur hasta los 20 grados norte. Los colores rojizos muestran dónde se ralentizan las olas. Galápagos está cerca del ecuador, de la cual una amplia estructura similar a una pluma cerca de 1 grado de latitud norte desciende a una profundidad de 1, 900 km (alrededor de 1, 200 millas). Crédito:Universidad de Princeton
Los investigadores, de instituciones en los Estados Unidos, Francia, Ecuador y China, encontró que los volcanes en Galápagos son alimentados por una fuente 1, 200 millas (1, 900 km) de profundidad, a través de un conducto estrecho que trae roca caliente a la superficie. Estos "penachos del manto" fueron propuestos por primera vez en 1971 por uno de los padres de la tectónica de placas, El geofísico de Princeton W. Jason Morgan, pero se han resistido a los intentos de obtener imágenes sísmicas detalladas porque se encuentran en los océanos, rara vez cerca de estaciones sísmicas.
Las sirenas se desvían pasivamente, normalmente a una profundidad de 1, 500 metros, aproximadamente una milla debajo de la superficie del mar, moviéndose 2-3 millas por día. Cuando uno detecta un posible terremoto entrante, sube a la superficie, generalmente dentro de los 95 minutos, para determinar su posición con GPS y transmitir los datos sísmicos.
Al dejar que sus nueve robots floten libremente durante dos años, los científicos crearon una red artificial de sismómetros oceánicos que podrían llenar una de las áreas en blanco en el mapa geológico global, donde de lo contrario no se dispone de información sísmica.
La temperatura inesperadamente alta que muestra su modelo en la pluma del manto de Galápagos "insinúa el importante papel que juegan las plumas en el mecanismo que permite que la Tierra se mantenga caliente. "dijo Nolet.
Los sismómetros flotantes denominados MERMAIDs (registro móvil de terremotos en áreas marinas por buzos independientes) revelan que los volcanes de Galápagos son alimentados por una pluma del manto que alcanza 1, 900 km de profundidad. Al dejar que sus nueve SIRENAS floten libremente durante dos años, un equipo internacional de investigadores creó una red artificial de sismómetros oceánicos que podrían llenar una de las áreas en blanco en el mapa geológico global, donde de lo contrario no se dispone de información sísmica. Esta foto, tomado durante el desarrollo de las SIRENAS, muestra uno que sube a la superficie después de haber registrado una onda de terremoto. Una vez en la superficie, envía un sismograma vía satélite a los científicos. Crédito:Yann Hola, Universidad de Niza
"Desde el siglo XIX, cuando Lord Kelvin predijo que la Tierra debería enfriarse para convertirse en un planeta muerto dentro de cien millones de años, Los geofísicos han luchado con el misterio de que la Tierra ha mantenido una temperatura bastante constante durante más de 4.500 millones de años. "Nolet explicó." Podría haberlo hecho solo si algo del calor original de su acreción, y la creada desde entonces por minerales radiactivos, podría permanecer encerrado dentro del manto inferior. Pero la mayoría de los modelos de la Tierra predicen que el manto debería convencerse vigorosamente y liberar este calor mucho más rápidamente. Estos resultados del experimento de Galápagos apuntan a una explicación alternativa:el manto inferior bien puede resistir la convección, y en su lugar sólo trae calor a la superficie en forma de plumas de manto como las que crean Galápagos y Hawai ".
Para responder más preguntas sobre el balance de calor de la Tierra y el papel que juegan las plumas del manto en él, Simons y Nolet se han asociado con sismólogos de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur (SUSTech) en Shenzhen, Porcelana, y de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre (JAMSTEC). Juntos, y con buques proporcionados por la flota de investigación francesa, Están en proceso de lanzar unas 50 SIRENAS en el Pacífico Sur para estudiar la región de la pluma del manto debajo de la isla de Tahití.
"¡Estén atentos! Hay muchos más descubrimientos por venir, "dijo el profesor Yongshun (John) Chen, un alumno graduado de Princeton de 1989 que es jefe del Departamento de Ciencias e Ingeniería Oceánica en SUSTech, que está liderando la siguiente fase de lo que ellos y su equipo internacional han llamado EarthScope-Oceans.
