Investigadores de Stanford han creado el primer mapa global de un tipo raro de terremoto que ocurre no en la corteza terrestre, sino en el manto de nuestro planeta, la capa situada entre la delgada corteza y el núcleo fundido de la Tierra. Este nuevo mapa ayudará a los científicos a comprender mejor la mecánica de los terremotos del manto, abriendo a su vez una ventana a las complejidades y los factores desencadenantes de todos los terremotos.
Según un estudio publicado el 5 de febrero en la revista Science, los terremotos continentales del manto se producen en todo el mundo, pero se agrupan regionalmente, especialmente en el Himalaya, en el sur de Asia, y en el Estrecho de Bering, entre Asia y Norteamérica, al sur del Círculo Polar Ártico. A través del análisis de estos terremotos profundos, los científicos esperan obtener información única sobre la frontera entre la corteza y el manto, y sobre el comportamiento del manto superior, fuente del magma volcánico que impulsa parcialmente los movimientos de las placas tectónicas.
“Hasta este estudio, no teníamos una perspectiva global clara de cuántos terremotos continentales del manto están ocurriendo realmente y dónde”, afirmó Shiqi (Axel) Wang, autor principal del estudio y antiguo estudiante de doctorado en el laboratorio del profesor de geofísica Simon Klemperer, en la Stanford Doerr School of Sustainability. “Con este nuevo conjunto de datos, podemos empezar a investigar las diversas formas en que estos raros terremotos del manto se inician”.
Los terremotos continentales del manto son demasiado profundos para causar muchos temblores o peligro en la superficie terrestre. Sin embargo, sus orígenes distintivos prometen avanzar en múltiples campos de la ciencia de la Tierra, lo que podría mejorar la comprensión de los riesgos asociados a los terremotos comunes y más superficiales.
“Aunque sabemos que, en general, los terremotos se producen donde se libera el estrés en las fallas, no comprendemos bien por qué un terremoto determinado se produce donde se produce y cuáles son los mecanismos principales que lo desencadenan”, añadió Klemperer, autor principal del estudio. “Los terremotos del manto ofrecen una nueva forma de explorar los orígenes de los terremotos y la estructura interna de la Tierra más allá de los terremotos crustales ordinarios”.
Por encima y por debajo del Moho
A diferencia de la corteza fría y quebradiza de la Tierra, el manto es una zona cálida y semisólida de roca densa de aproximadamente 1.800 millas de espesor que constituye la mayor parte del interior de nuestro planeta. La frontera entre la corteza y el manto se conoce como discontinuidad de Mohorovičić, también llamada “el Moho”.
Durante décadas, los sismólogos y geofísicos han debatido si el manto viscoso podría soportar una actividad sísmica significativa. Los puntos de origen de la mayoría de los terremotos continentales se miden a profundidades de aproximadamente 6 a 18 millas, lo que se sitúa claramente por encima del Moho y, por lo tanto, en la corteza. Las excepciones notables son las zonas de subducción, donde las placas oceánicas más densas se sumergen bajo las placas crustales más ligeras, a veces desencadenando terremotos a cientos de millas de profundidad. Sin embargo, las mediciones de los sensores han señalado en ocasiones hipocentros sub-Moho mucho más profundos bajo masas continentales, lejos de las zonas de subducción, incluso a 50 millas por debajo del Moho.
Basándose en la evidencia acumulada, la mayoría de los investigadores en los últimos 10 años han aceptado que los terremotos raros se originan en el manto, quizás unas 100 veces menos que los terremotos crustales. Sin embargo, identificarlos inequívocamente ha demostrado ser un reto debido a la falta de datos.
Para distinguir los terremotos del manto de los terremotos crustales, Wang y Klemperer desarrollaron un método para comparar dos tipos de ondas sísmicas. Estas vibraciones, generadas por terremotos y otros fenómenos, reverberan por toda la Tierra como si nuestro planeta fuera una campana resonante.
Los dos tipos de ondas se denominan ondas Sn o de “tapa”, un tipo de onda de corte que viaja por la parte superior del manto, conocida como la “tapa”, y ondas Lg, ondulaciones de alta frecuencia que rebotan fácilmente a través de la corteza. La relación entre las amplitudes de las ondas determina sus orígenes.
“Nuestro enfoque es un cambio radical porque ahora se puede identificar un terremoto del manto puramente basándose en las formas de onda de los terremotos”, afirmó Wang.
Escasez en abundancia
Tras examinar los datos de las estaciones de monitoreo sísmico de todo el mundo e incorporar otra información crítica, como el espesor de la corteza, los investigadores redujeron un conjunto inicial de más de 46.000 terremotos a 459 terremotos continentales del manto identificados desde 1990.
El número total es conservador, según los investigadores. Es probable que se detectaran muchos más terremotos del manto ampliando las redes de sensores, especialmente en zonas remotas como el altiplano tibetano, que se extiende hacia el norte desde el espectacular levantamiento del Himalaya. Klemperer ha dedicado gran parte de su carrera a investigar la sismicidad en esta región geográficamente aislada. Su primera exposición a la noción de los terremotos continentales del manto allí finalmente llevó a su estudiante, Wang, a profundizar en el tema.
Con una gran cantidad de temblores originados en el manto ahora registrados, además de su método fiable para identificar futuros terremotos, Wang y Klemperer planean profundizar en los detalles de estos raros eventos. Algunos parecen ser réplicas generadas por ondas sísmicas propagadas a partir de terremotos crustales. Otros podrían surgir de la convección impulsada por el calor del manto mismo, a medida que recicla las losas de corteza terrestre subducidas.
De cara al futuro, los investigadores de Stanford prevén que se obtenga una imagen mucho más completa del funcionamiento subterráneo oculto de la Tierra.
“Los terremotos continentales del manto podrían formar parte de un ciclo sísmico inherentemente interconectado, tanto de la corteza como del manto superior”, afirmó Wang. “Queremos comprender cómo funcionan estas capas de nuestro mundo como un sistema global”.
Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation.
