El mecanismo de formación de las montañas Adirondack en el norte del estado de Nueva York ha planteado durante mucho tiempo un misterio geológico, dicen los investigadores de sismología de la cercana Universidad de Massachusetts Amherst. Se han propuesto algunos, pero hasta hace poco no existían herramientas para evaluarlas, dicen el becario postdoctoral Xiaotao Yang y el profesor asistente Haiying Gao.

Ahora, utilizando un método avanzado de generación de imágenes sísmicas y datos disponibles solo en los últimos cinco años, han construido un modelo detallado de la placa tectónica, la corteza y el manto rígido más alto de la litosfera debajo del noreste de los Estados Unidos, hasta unas 62 millas (100 km), en el que descubrieron una "almohada" de baja densidad, material rocoso relativamente ligero. Dicen que una columna de este material más ligero parece haberse apretujado bajo las Adirondacks, posiblemente expandido por el calor, para formar las montañas en forma de cúpula.

"Por primera vez, tenemos alguna evidencia directa de estructuras debajo de las montañas Adirondack, y mostramos que esta característica y un período anterior de mejora están conectados a una escala mucho mayor, situación regional, "Dice Yang.

"Proponemos que los procesos geológicos desencadenaron el flujo de esta densidad más baja, material relativamente ligero y flotante de baja velocidad de un gran depósito a una fractura o un espacio vacío y se acumuló allí en una columna y se levantó. También puede haber estado caliente y expandido térmicamente ". Los detalles aparecen en la revista American Geophysical Union, Cartas de investigación geofísica .

Una forma en que los investigadores pueden diferenciar esta almohada y columna de material anómalo es midiendo la velocidad de las ondas sísmicas que viajan a través de la Tierra. Yang explica. "Las ondas sísmicas viajan más lentamente a través de la baja densidad, material de baja velocidad en comparación con las rocas circundantes ".

Él y Gao mapearon este material de baja velocidad a aproximadamente 31 a 52 millas (50-85 km) debajo de las montañas Adirondack. "Estas características de baja velocidad pueden haber resultado del surgimiento de la astenosfera, una capa débil debajo de la litosfera, "señalan los investigadores." La fuerza ascendente del flujo de astenosfera ascendente, junto con una posible expansión térmica, puede haber proporcionado el mecanismo que formó las montañas Adirondack ".

La cuestión de cómo se formaron las diferentes montañas ha existido durante muchos años, Yang dice:y para funciones muy grandes como la 1, 500 millas de la cordillera de los Apalaches, Los procesos de colisión en los límites de las placas tectónicas se conocen relativamente bien. Pero para las montañas que se encuentran completamente dentro de una placa tectónica bastante estable, conocidas como montañas intercratónicas, mecanismos de elevación que no están relacionados con los límites, son menos claros.

"Queremos saber más sobre la formación de este tipo de montañas, "Dice Yang". Antes de este estudio, sospechamos que la placa se empuja hacia arriba desde abajo para formar una cúpula, pero no hubo evidencia a favor o en contra de esta idea ".

Por este trabajo, él y Gao utilizaron datos del programa EarthScope de la National Science Foundation, un conjunto portátil de sismómetros desplegados en los EE. UU. y se movieron sistemáticamente de oeste a este durante varios años en los 48 estados del Bajo. Los datos en el noreste de EE. UU. Están disponibles públicamente desde 2013. Antes de EarthScope, recopilar esos datos fue "impredecible, "Yang dice, porque los sismómetros estaban distribuidos de manera desigual y escasa.

"EarthScope proporcionó una cobertura de datos mucho más precisa, ", añade." Nos brindó una oportunidad realmente única que nos permitió realizar este estudio, no solo por la densidad de estaciones, pero estaban distribuidos de manera uniforme, lo que nos dio una mayor comprensión en 3D de las características. Para obtener una imagen más clara, explotamos una técnica avanzada, que implica la simulación de ondas sísmicas que se propagan en la Tierra 3-D ".

"En lugar de utilizar ondas sísmicas, nuestra técnica extrae ondas sísmicas de los ruidos de fondo entre cada dos estaciones, aprovechando las estaciones sísmicas densamente distribuidas. También necesita una forma de manejar el proceso de una gran cantidad de datos, ", agrega. Para esto, utilizaron el Massachusetts Green High Performance Computing Center en Holyoke, Massachusetts.

Basado en sus observaciones, él y Gao ahora creen que hace entre 90 y 120 millones de años, la placa tectónica bajo el noreste de los EE. UU. pasaba sobre un "punto caliente geológico, "que ahora se encuentra bajo el Océano Atlántico occidental, frente a la costa de Massachusetts, conocido como los montes submarinos de Nueva Inglaterra. Algunos estudios sugieren que la región de Nueva Inglaterra estaba mejorando en esa época, que podría haber resultado del calentamiento de puntos calientes. Las actividades de los puntos calientes también pueden haber contribuido con calor a los procesos que forman las montañas Adirondack.

Además de la financiación de NSF y el programa EarthScope de NSF, este trabajo fue apoyado por fondos iniciales de UMass Amherst para el laboratorio de sismología de Gao.