Los sismólogos usan ondas generadas por terremotos para escanear el interior de nuestro planeta, al igual que los médicos toman imágenes de sus pacientes mediante tomografía médica. Las imágenes de la Tierra nos han ayudado a rastrear los orígenes profundos de las islas volcánicas como Hawai e identificar las zonas de origen de las profundidadestemblores.
"Imagine a un radiólogo obligado a trabajar con un escáner TAC 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 porocéanos y, por lo tanto, carecen de estaciones de registro sísmico. Tal es la situación que enfrentan los sismólogos que intentan agudizar sus imágenes del interior de nuestro planeta ".
Hace unos 15 años, cuando era un investigador postdoctoral, Simons se asoció con Guust Nolet, ahora el Profesor George J. Magee de Geociencia e Ingeniería Geológica, Emérito, y resolvieron remediar esta situación construyendo un robot submarino equipado con un robothidrófono: un micrófono subacuático que puede captar los sonidos de terremotos distantes cuyas ondas transmiten 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, denominados MERMAID - Registro de terremotos móviles en áreas marinas por buceadores independientes.
Los investigadores, de instituciones en los Estados Unidos, Francia, Ecuador y China, descubrieron que los volcanes en Galápagos son alimentados por una fuente de 1.200 millas 1.900 km de profundidad, a través de un conducto estrecho que lleva rocas calientes a la superficie.Tales "plumas del manto" fueron propuestas 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 imágenes sísmicas detalladas porque se encuentran en los océanos, rara vez cerca de las estaciones sísmicas.
Las SIRENAS se desplazan 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 se detecta un posible terremoto entrante, se eleva a la superficie, generalmente en 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 podría llenar una de las áreas en blanco en el mapa geológico global, donde de lo contrario no hay información sísmica disponible.
La temperatura inesperadamente alta que muestra su modelo en el penacho del manto de Galápagos "insinúa el importante papel que desempeñan los penachos en el mecanismo que permite que la Tierra se mantenga caliente", dijo Nolet.
"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 parte del calor original de su acreción, y el creado desde entonces por minerales radiactivos, pudiera permanecer encerrado dentro del manto inferior. Pero la mayoría de los modelos de la Tierra predicen que el manto debería estar convectándose vigorosamente.y liberando 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 cambio, solo trae calor a la superficie en forma de plumas de manto como las que crean Galápagos y Hawai"
Para responder más preguntas sobre el presupuesto de calor de la Tierra y el papel que desempeñan las plumas de manto en él, Simons y Nolet se han asociado con sismólogos de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur SUSTech en Shenzhen, China, y delAgencia de Japón para la Ciencia y Tecnología de la Tierra Marina JAMSTEC. Juntos, y con los buques proporcionados por la flota de investigación francesa, están en el proceso de lanzar unos 50 MERMAIDs en el Pacífico Sur para estudiar la región del penacho del manto bajo 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 Ciencia e Ingeniería del Océano en SUSTech, que lidera la próxima fase de lo queellos y su equipo internacional han llamado EarthScope-Oceans.
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Materiales proporcionados por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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