Hispanopedia WikiLas zonas de velocidad ultrabaja (ULVZ) son parches en el límite entre el núcleo y el manto que tienen velocidades sísmicas extremadamente bajas . Se ha cartografiado que estas zonas tienen cientos de kilómetros de diámetro y decenas de kilómetros de espesor. Sus velocidades de onda transversal pueden ser hasta un 30 % inferiores a las del material circundante. La composición y el origen de las zonas siguen siendo inciertos. Las zonas parecen correlacionarse con los bordes de las grandes provincias de baja velocidad transversal (LLSVP) de África y el Pacífico [1], así como con la ubicación de los puntos calientes . [2] [3]
Descubrimiento y limitaciones
Las ULVZ se descubren por el retraso y la dispersión de las ondas de cuerpo que se reflejan y difractan o son refractadas por el límite entre el núcleo y el manto . Los diferentes tipos de ondas de cuerpo dan diferentes restricciones a las dimensiones o los contrastes de velocidad de las ULVZ. Aunque se descubren ULVZ en algunos lugares, sigue siendo difícil mapear su extensión y limitar su densidad y velocidad. Por lo general, existen compensaciones entre varios parámetros. Sin embargo, en general, las ULVZ parecen tener entre cien y mil kilómetros de ancho y decenas de kilómetros de espesor (aunque las ULVZ existentes más delgadas o más pequeñas pueden estar por debajo de la resolución de la sismología). Su reducción de la velocidad de las ondas de corte es del orden de -10 a -30% y la reducción de la velocidad de las ondas de compresión tiende a ser más débil. [3] [4] [5]
Composición y origen
Se plantea la hipótesis de que las ULVZ están enriquecidas en hierro , están parcialmente fundidas [6] o una combinación de ambos, o son el resultado de la presencia de carbono. Se han propuesto diferentes escenarios para el enriquecimiento de hierro: el hierro podría estar filtrándose del núcleo, [7] haberse acumulado durante la subducción pasada , [8] o ser restos de un océano de magma basal . [9] Tanto la perovskita de silicato [10] como la periclasa [11] (que se cree que están presentes en el manto más bajo) muestran velocidades reducidas con el aumento de hierro a estas presiones y temperaturas.
Los experimentos con hierro y agua en las mismas condiciones forman un peróxido de hierro FeO 2 H x que contribuirá a ULVZ. [12]
Distribución y dinámica
Las ULVZ tienen una densidad mayor que sus alrededores para permanecer estables en el límite entre el núcleo y el manto. En un entorno de convección general del manto, el contraste de densidad, así como la cantidad de material disponible, controlarían la morfología/forma de la ULVZ. [13] Hasta ahora se ha encontrado un rango de tamaños para las ULVZ. [14] La ubicación y la forma de las ULVZ también pueden controlarse mediante la presencia de pilas termoquímicas (o LLSVP ). El material ULVZ más denso se acumula en los bordes de estas pilas. [1]
ULVZ hawaiano
La ULVZ hawaiana parece ser la ULVZ más grande cartografiada hasta la fecha. [4] Se encuentra en el límite núcleo-manto ligeramente al oeste del punto caliente hawaiano en el límite norte de la gran provincia de baja velocidad de corte del Pacífico . Está cartografiada con aproximadamente 1000 km de ancho y 20 km de alto. Su gran relación de aspecto sugiere dinámicamente que es muy densa. [13] Su reducción de velocidad de onda de corte es de aproximadamente el 20% en comparación con el material circundante. Sigue siendo especulativo si existe una correlación entre esta gran ULVZ y la presencia del flujo de punto caliente más fuerte en la superficie; potencialmente, la ULVZ podría ser un ancla para una columna de manto completo.
ULVZ samoano
Samoa es otra megazona de velocidad ultrabaja que se encuentra directamente debajo del punto caliente de Samoa . [5] [15] Esta zona tiene aproximadamente 800 por 250 km (aproximadamente el tamaño de Florida) y tiene entre 10 y 15 km de altura. Su material parece un 45 % más lento en velocidad de onda transversal, un 15 % más lento en velocidad de onda compresiva y un 10 % más denso. Además, la ULVZ parece estar en un hueco de la LLSVP del Pacífico [16] (no representada en la ilustración aquí), lo que lleva a la hipótesis de que este material lento es empujado hacia el centro por grandes pilas circundantes.
Referencias
- ^ ab McNamara, Allen K.; Garnero, Edward J.; Rost, Sebastian (2010). "Seguimiento de depósitos del manto profundo con zonas de velocidad ultrabaja". Earth and Planetary Science Letters . 299 (1–2): 1–9. Bibcode :2010E&PSL.299....1M. doi :10.1016/j.epsl.2010.07.042.
- ^ Czechowski L. (1993). El origen de los puntos calientes y la capa D. En: Montag H., Reigber C. (eds.) Geodesia y física de la Tierra. Simposios de la Asociación Internacional de Geodesia, vol. 112.
- ^ ab Williams, Q. (1998). "Una correlación entre velocidades basales ultrabajas en el manto y puntos calientes". Science . 281 (5376): 546–549. Bibcode :1998Sci...281..546W. doi :10.1126/science.281.5376.546.
- ^ ab Cottaar, Sanne; Romanowicz, Barbara (2012). "Un ULVZ inusualmente grande en la base del manto cerca de Hawái". Earth and Planetary Science Letters . 355–356: 213–222. Código Bibliográfico :2012E&PSL.355..213C. doi :10.1016/j.epsl.2012.09.005.
- ^ ab Thorne, Michael S.; Garnero, Edward J.; Jahnke, Gunnar; Igel, Heiner; McNamara, Allen K. (2013). "Zona de velocidad ultra baja y flujo del manto". Earth and Planetary Science Letters . 364 : 59–67. Bibcode :2013E&PSL.364...59T. doi :10.1016/j.epsl.2012.12.034.
- ^ Williams, Q.; Garnero, EJ (1996). "Evidencia sísmica de derretimiento parcial en la base del manto terrestre". Science . 273 (5281): 1528–1530. Bibcode :1996Sci...273.1528W. doi :10.1126/science.273.5281.1528.
- ^ Otsuka, K.; Karato, S. (2012). "Penetración profunda de hierro fundido en el manto causada por una inestabilidad morfológica". Nature . 492 (7428): 243–246. Bibcode :2012Natur.492..243O. doi :10.1038/nature11663. PMID 23235879.
- ^ Dobson, DP; Brodholt, JP (2005). "Formaciones de hierro bandeado subducido como fuente de zonas de velocidad ultrabaja en el límite núcleo-manto". Nature . 434 (7031): 371–374. Bibcode :2005Natur.434..371D. doi :10.1038/nature03430. PMID 15772658.
- ^ Labrosse, S.; Hernlund, JW; Coltice, N. (2007). "Un océano de magma denso en proceso de cristalización en la base del manto terrestre". Nature . 450 (7171): 866–869. Bibcode :2007Natur.450..866L. doi :10.1038/nature06355. PMID 18064010.
- ^ Mao, WL ; Mao, HK; Sturhahn, W.; Zhao, J.; Prakapenka, VB; Meng, Y.; Shu, J.; Fei, Y.; Hemley, RJ (2006). "Post-perovskita rica en hierro y el origen de las zonas de velocidad ultrabaja". Science . 312 (5773): 564–565. Bibcode :2006Sci...312..564M. doi :10.1126/science.1123442. PMID 16645091.
- ^ Wicks, J. (2013). Velocidades del sonido y ecuación de estado de (Mg,Fe)O rico en hierro (Tesis). Instituto Tecnológico de California . doi :10.7907/Z94B2Z98.
- ^ Liu, Jin; Hu, Qingyang; Young Kim, Duck; Wu, Zhongqing; Wang, Wenzhong; Xiao, Yuming; Chow, Paul; Meng, Yue; Prakapenka, Vitali B.; Mao, Ho-Kwang; Mao, Wendy L. (2017). "Peróxido de hierro portador de hidrógeno y el origen de las zonas de velocidad ultrabaja". Nature . 551 (7681): 494–497. Bibcode :2017Natur.551..494L. doi :10.1038/nature24461. PMID 29168804.
- ^ ab Bower, Dan J.; Wicks, June K.; Gurnis, Michael; Jackson, Jennifer M. (2011). "Un modelo geodinámico y de física mineral de una zona de velocidad ultrabaja en estado sólido". Earth and Planetary Science Letters . 303 (3–4): 193–202. Código Bibliográfico :2011E&PSL.303..193B. doi :10.1016/j.epsl.2010.12.035.
- ^ Torsvik, Trond H.; Smethurst, Mark A.; Burke, Kevin; Steinberger, Bernhard (2006). "Grandes provincias ígneas generadas a partir de los márgenes de las grandes provincias de baja velocidad en el manto profundo". Geophysical Journal International. 167 (3): 1447–1460. Bibcode:2006GeoJI.167.1447T. doi:10.1111/j.1365-
- ^ "¿Está la Tierra preparando otro supervolcán?". npr.org . National Public Radio.
- ^ He, Yumei; Wen, Lianxing (2009). "Características estructurales y estructura de velocidad de corte de la "Anomalía del Pacífico"". Revista de investigación geofísica: Tierra sólida . 114 (B2): B02309. Código Bibliográfico :2009JGRB..114.2309H. doi : 10.1029/2008JB005814 .