El grupo de investigación del profesor Yao Huajian de la Escuela de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC), en cooperación con el Dr. Piero Poli de la Universidad de Grenoble-Alpes de Francia, combinó las ondas corporales reflejadas de resolución única (P410P y P660P) recuperadas de la interferometría de ruido ambiental con el modelado de física mineral, para arrojar nueva luz sobre la física de las zonas de transición. Su trabajo fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

La subducción de las losas oceánicas es un proceso importante de la circulación de material interno de la Tierra. Estudiar el reciclaje de la corteza oceánica en el manto profundo puede proporcionar pistas cruciales para comprender la dinámica del manto y la circulación de materiales profundos. Sin embargo, esto está apenas limitado por evidencia sísmica confiable.

La zona de transición del manto (MTZ) está delimitada por discontinuidades sísmicas globales cerca de discontinuidades de 410 km y 660 km. La estructura y propiedades de esta zona tienen una influencia crucial en el proceso de convección del manto. Debido a que la corteza oceánica basáltica con una densidad más baja que el manto normal tiene flotabilidad negativa cerca de la discontinuidad de 660 km, puede quedar atrapado gravitacionalmente en esta región. Sin embargo, los estrechos rangos de profundidad de la flotabilidad negativa y la menor temperatura y viscosidad de las placas oceánicas subducidas traen muchas incertidumbres a esta especulación. Todavía es controvertido si la corteza oceánica subducida puede segregarse del manto litosférico oceánico y permanecer en esa zona de transición.

Los métodos tradicionales sobre la estructura de la zona de transición se basan principalmente en el tiempo de viaje y la información de amplitud de las fases de onda del cuerpo de un terremoto natural que a menudo estaban restringidas por la distribución temporal y espacial de los terremotos naturales.

En este estudio, Los investigadores utilizaron los datos de forma de onda continua de más de 200 estaciones en el norte de China para calcular la función de correlación cruzada del ruido de fondo. El resultado obtiene fases sísmicas claras reflejadas entre 410 km y 660 km. Hay anomalías significativas en la forma de onda del P660P en el borde frontal de la placa del Pacífico estancada, lo cual fue bien explicado por un modelo mineral simple que:la corteza oceánica basáltica segregada se acumula en la zona de transición del fondo en el borde frontal de la losa de subducción.

Este estudio reveló que la placa oceánica subducida ha estado atrapada durante mucho tiempo en la parte inferior de la zona de transición del manto. que pueden sufrir una segregación manto-corteza debido al aumento de temperatura y la disminución de la viscosidad. La corteza oceánica segregada puede permanecer en el fondo de la zona de transición del manto debido a la flotabilidad negativa y esto puede explicar bien la dispersión sísmica observada y la fase P660P de la semana. Las placas oceánicas que penetran directamente a través de la zona de transición son difíciles de segregar debido a la rápida velocidad y menor temperatura (mayor viscosidad).

Es más, estas losas subducidas se calientan en el límite núcleo-manto, donde es más probable que se produzca la segregación corteza-manto. Los componentes separados de la corteza oceánica se acumularán por encima del límite núcleo-manto o se llevarán a la parte poco profunda por la pluma del manto.

Por lo tanto, el proceso de evolución y ciclo de los componentes de la corteza oceánica están estrechamente relacionados con el patrón de subducción de las placas oceánicas. El efecto de filtrado de materiales de la interfaz de 660 km puede jugar un papel crucial en la evolución química de nuestro planeta.