Dos investigadores de la Universidad de Wyoming forman parte del primer mapeo de bandas magnéticas, una de las bases de la tectónica de placas, dentro de la sección gabroica inferior de la corteza oceánica de rápida expansión.

En el proceso, el grupo puede haber resuelto potencialmente una pregunta de 30 años de debate científico:¿A qué velocidad se forma la corteza oceánica de rápida expansión?

"Esto nunca se había hecho antes. Las bandas magnéticas son un registro de cómo cambia el campo magnético de la Tierra a través del tiempo y, en particular, cómo el campo magnético de la Tierra se invierte o invierte cuando el Polo Norte magnético se convierte en el Polo Sur magnético y viceversa, "dice Michael Cheadle, profesor del Departamento de Geología y Geofísica de la Universidad de Washington. "Este mapeo en la tercera dimensión es emocionante en sí mismo porque las bandas magnéticas, descubierto por primera vez a principios de la década de 1960, proporcionó algunas de las pruebas clave para la teoría de la tectónica de placas, la teoría que explica cómo y por qué obtenemos cadenas montañosas, cuencas oceánicas, volcanes y terremotos ".

Cheadle es el tercer autor de un nuevo estudio que se destaca en un artículo titulado "Las bandas magnéticas tridimensionales requieren un enfriamiento lento en la corteza oceánica inferior de rápida propagación" que se publicó hoy en Naturaleza , una revista semanal internacional de ciencia.

Cheadle y Barbara John, un profesor de geología y geofísica de la Universidad de Washington, el cuarto autor del artículo, y Jeff Gee, profesor de geociencias en la Institución de Oceanografía Scripps de la Universidad de California-San Diego, diseñó el experimento, así como la recolección de muestras y datos. Sarah Maher, un doctorado estudiante de la Institución Scripps de Oceanografía, es el autor principal del artículo. Ella y Gee completaron el procesamiento y análisis de datos.

El manuscrito aborda la cuestión de qué tan rápido se propaga la corteza oceánica, que representa el 40 por ciento de la corteza oceánica y, por lo tanto, 25 por ciento de la superficie de la Tierra:se enfría y se forma utilizando aplicaciones novedosas de magnetización cortical. La forma de las bandas magnéticas en la tercera dimensión muestra que la corteza oceánica se enfría muy lentamente.

"Entonces, acabamos de imponer una limitación importante sobre cómo se forma una cuarta parte de la corteza del planeta Tierra, ", Dice Cheadle sobre los resultados del estudio.

Cheadle, John y Gee fueron los tres investigadores principales en el crucero a Pito Deep en 2017. Ubicado cerca de la Isla de Pascua, Pito Deep es un gran abismo, que es uno de los pocos lugares en el Océano Pacífico que permite tomar muestras de una sección transversal de la corteza oceánica inferior. Pito Deep tiene aproximadamente 3,5 kilómetros de profundidad, que es aproximadamente el doble de la profundidad del Gran Cañón.

La corteza oceánica se crea en las dorsales y se forma en medio del océano mediante la congelación y cristalización del magma, que se produce por la fusión del manto de la Tierra. Ese magma tiene una temperatura de 1, 200 grados Celsius cuando se escapa por primera vez del manto antes de que se enfríe y se solidifique en roca. A medida que se enfría por debajo de los 580 grados Celsius, se magnetiza y atrapa un registro de la orientación del campo magnético de la Tierra en ese momento. Como resultado, registra los giros o inversiones periódicas de la polaridad del campo magnético de la Tierra, cuando el polo norte magnético se convierte en el polo sur magnético, y viceversa. Estas inversiones de polaridad conducen a las franjas normalmente magnetizadas e inversamente magnéticas de la corteza oceánica.

"Las bandas magnéticas pueden considerarse una grabación en cinta de la historia del campo magnético de la Tierra, "Dice Cheadle." Y el patrón de esa grabación en cinta muestra que la corteza oceánica de rápida propagación debe haberse enfriado muy lentamente ".

El equipo de investigación documentó una banda magnética subhorizontal o un límite de polaridad que se extiende más de 8 kilómetros desde el eje de expansión paleo. Para hacerlo el grupo usó Sentry, un submarino autónomo, para mapear la magnetización del fondo marino de la roca gabroica en dos regiones de 8 a 10 kilómetros de largo y realizar mediciones directas de la polaridad magnética de más de 200 muestras orientadas recolectadas por Jason II, un submarino operado a distancia. La roca gabroica es el magma congelado que forma una cámara de magma debajo de los volcanes, que hace erupción de lava en el lecho marino.

La corteza oceánica conserva los cambios en la polaridad e intensidad del campo magnético a medida que se enfría a través de su temperatura de bloqueo o bloqueo. Esto ocurre instantáneamente, como en la sección de lava, que flash se enfría en erupción; o más lentamente en la sección más profunda del gabro. La geometría de los límites registrados entre rocas normales y con magnetización inversa en la sección transversal de la corteza refleja así la historia pasada de enfriamiento de la corteza oceánica.

La investigación conduce a dos importantes, predicciones comprobables a partir de los resultados del estudio, Cheadle dice.

"Primero, sugerimos que nuestro modelo de enfriamiento sea consistente con fallas de compensación de 100 a 200 metros que ocurren de 8 a 10 kilómetros fuera del eje, permitiendo una circulación hidrotermal profunda, "Cheadle dice." Si es correcto, esto implica que hay un área significativa de relativamente inexplorada, probablemente difuso, Circulación hidrotermal que se produce a unos 10 kilómetros fuera del eje en las crestas de rápida propagación.

"En segundo lugar, Nuestros resultados implican que solo se producirían terremotos poco profundos dentro de los 8 a 10 kilómetros del eje de expansión, ", continúa." Nuestros resultados tienen implicaciones generalizadas en múltiples campos de la geociencia, incluida la formación de la corteza terrestre, flujo de fluidos dentro de los océanos, geoquímica y sismología ".