Newswise – La mayoría de los principales peligros naturales asociados con la actividad geológica, incluidos grandes terremotos, erupciones volcánicas y tsunamis, ocurren cuando las rígidas placas tectónicas de la litosfera del planeta, o capa exterior, chocan. Debajo de las placas se encuentra la astenosfera, una capa de 200 millas de espesor del manto superior de la Tierra hecha de material muy caliente, en parte roca sólida y en parte magma viscoso, que lubrica el movimiento de las placas. Desde el descubrimiento de la tectónica de placas hace 50 años, los científicos han logrado un progreso significativo en la comprensión de estos procesos, pero aún se desconoce mucho sobre este sistema extremadamente complejo, particularmente sobre cómo las propiedades de la astenosfera afectan los eventos sísmicos y volcánicos.
Profesor James Gaherty y Profesor Asociado Ryan Porter de la Universidad del Norte de Arizona Escuela de la Tierra y el Desarrollo Sostenible La Fundación Nacional de Ciencias otorgó recientemente $ 473,000 para la investigación de la placa oceánica de Cocos debajo de América Central. NAU está colaborando en un proyecto importante dirigido por Samer Naif del Instituto de Tecnología de Georgia. Gaherty y Porter lideran las partes sismológicas de la expedición, mientras que Naif lidera el esfuerzo para realizar imágenes electromagnéticas. El equipo de la NAU, que incluye estudiantes de posgrado e investigadores principiantes, participará en dos expediciones en el Océano Pacífico durante los próximos cuatro años para estudiar los procesos tectónicos y geodinámicos en esta región que controlan la fracturación, el magmatismo, la deformación de la superficie y los procesos relacionados inducidos por el hombre. cambios. efectos
El equipo utiliza sensores de fondo marino únicos para recopilar datos de señales sísmicas y traerlos de regreso al laboratorio de geofísica de NAU, donde los estudiantes de posgrado y pregrado adquieren experiencia de investigación mediante el análisis de los datos. Las imágenes sísmicas resultantes de la placa de Cocos y la astenosfera subyacente se integrarán con imágenes electromagnéticas complementarias construidas por Naif y su equipo.
“La mayor parte de la investigación realizada en ciencias de la tierra se centra en los procesos que tienen lugar, por ejemplo, por qué un terremoto comienza y se detiene dónde y cuándo sucede, o cómo el magma sube desde las pequeñas bolsas de fusión en el manto y se acumula. en una cámara de magma justo debajo de la superficie”, dijo Gaherty.
“Sin embargo, la comprensión de estos procesos en cualquier sitio requiere una mejor comprensión del sistema más grande, incluidas las fuerzas que impulsan las losas, los tipos de roca involucrados, las condiciones que hacen que estas rocas se rompan (creando fallas y terremotos) y las condiciones bajo las cuales se rompen. fluir como Silly Putty o derretirse para formar posiblemente volcanes”.
Señaló que la astenosfera juega un papel muy importante en el control del movimiento de las placas y como fuente de derretimiento para la mayoría de los volcanes, y al comprender mejor qué tan débil es la astenosfera y cuánto derretimiento produce, los científicos pueden comprender mejor los procesos detrás de la actividad volcánica. actividad y el movimiento de las placas que provocan los terremotos.
Usando sismómetros de fondo oceánico (OBS) y electromagnetómetros de fondo oceánico (OBEM), el equipo se enfoca en datos del fondo marino frente a la costa oeste de América Central sobre una característica llamada Zona de Fractura de Nicaragua. NFZ). La profundidad del agua en esta área es de 3000 a 4500 metros (9800 a 14 700 pies). OBS y OBEM operan de forma independiente en el lecho marino y registran señales sísmicas y electromagnéticas naturales durante aproximadamente un año.
“Usando imágenes sísmicas y electromagnéticas de fuentes pasivas para cuantificar la tasa de corte y la resistividad eléctrica de la litosfera y la astenosfera en ambos lados de la NFZ, el equipo aborda una serie de preguntas clave relacionadas con el estado de la astenosfera y la naturaleza del vulcanismo intraplaca cerca de donde se unen las placas de Cocos, Nazca y el Pacífico, dijo Gaherty.
En última instancia, el equipo espera obtener una nueva comprensión de cuánto se derrite en la astenosfera y qué papel juega en los procesos volcánicos y el movimiento de las placas.
Gaherty, quien se unió a NAU en 2020, ha trabajado en varios otros proyectos utilizando enfoques similares en otras partes del Pacífico, pero esta es la primera vez que trabaja en esta área. Para obtener más información sobre las expediciones anteriores de Gaherty, visite este estudio Blog entradas escritas por varios investigadores y estudiantes.
“Me encanta la oportunidad de recopilar datos sobre partes de la Tierra que nunca han sido fotografiadas de otra manera”, dijo Gaherty. “Las redes sísmicas se han limitado históricamente a la tierra y, en muchos casos, a áreas altamente desarrolladas. Durante mi carrera, he tenido la oportunidad de estudiar una amplia variedad de sistemas tectónicos que nunca antes se habían estudiado con este tipo de tecnología sísmica, incluidas ubicaciones remotas en los Territorios del Noroeste de Canadá, islas en el extremo este de Papúa Nueva Guinea. y en las profundidades del lago Malawi en el este de África. Las cuencas oceánicas son particularmente especiales, y este es el Quinto estudio sísmico que dirijo en el Océano Pacífico. La información me ha llevado a mí, a mis alumnos y a mis colegas a comprender mucho mejor los procesos que guían el desarrollo de los discos. También viven como datos únicos que muchos otros investigadores pueden aprovechar. la NASA enfatiza la emoción de explorar nuevos planetas; Estoy muy complacido de explorar las profundidades de los océanos de la Tierra como nunca antes se había hecho”.
El equipo trabaja con socios internacionales para compartir información y mejorar la comprensión.
El equipo trabaja directamente con socios internacionales en la región, que representan las redes nacionales responsables del monitoreo de terremotos en El Salvador, Nicaragua y Costa Rica. Se invitará a representantes de cada organización a unirse a dos expediciones, brindándoles capacitación y experiencia únicas en recopilación de datos oceánicos e instrumentación geofísica del fondo marino, lo que permitirá una variedad de análisis científicos para mejorar la comprensión de los peligros sísmicos y de tsunami en la región.
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