O grupo de pesquisa do professor Yao Huajian da Escola de Ciências da Terra e do Espaço da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC), em cooperação com o Dr. Piero Poli da Universidade de Grenoble-Alpes da França, combinou a resolução única de ondas corporais refletidas (P410P e P660P) recuperado de interferometria de ruído ambiente com modelagem de física mineral, para lançar uma nova luz sobre a física da zona de transição. Seu trabalho foi publicado na Nature Communications.
A subducção das placas oceânicas é um processo importante da circulação de material interno da Terra. O estudo da reciclagem da crosta oceânica no manto profundo pode fornecer pistas cruciais para a compreensão da dinâmica do manto e da circulação de materiais profundos. No entanto, isso é dificilmente limitado por evidências sísmicas confiáveis.
A zona de transição do manto (MTZ) é delimitada por descontinuidades sísmicas globais próximas a descontinuidades de 410 km e 660 km. A estrutura e propriedades desta zona têm uma influência crucial no processo de convecção do manto. Como a crosta oceânica basáltica com densidade menor que o manto normal tem flutuabilidade negativa próxima à descontinuidade de 660 km, ela pode estar gravitacionalmente presa nesta região. No entanto, as faixas estreitas de profundidade da flutuabilidade negativa e a temperatura e viscosidade mais baixas das lajes oceânicas subduzidas trazem muitas incertezas para essa especulação. Ainda é controverso se a crosta oceânica subduzida pode ser segregada do manto litosférico oceânico e permanecer nessa zona de transição.
Os métodos tradicionais sobre a estrutura da zona de transição baseiam-se principalmente no tempo de viagem e nas informações de amplitude das fases das ondas corporais dos terremotos naturais, que costumavam ser restritas pela distribuição temporal e espacial dos terremotos naturais.
Neste estudo, os pesquisadores usaram os dados da forma de onda contínua de mais de 200 estações no norte da China para calcular a função de correlação cruzada do ruído de fundo. O resultado obtém fases sísmicas refletidas claras entre 410 km e 660 km. Existem anomalias de forma de onda P660P significativas na borda frontal da placa do Pacífico estagnada, o que foi bem explicado por um modelo mineral simples que: a crosta oceânica basáltica segregada é acumulada na zona de transição inferior na borda frontal da laje de subducção.
Este estudo revelou que a placa oceânica subduzida há muito está presa no fundo da zona de transição do manto, que pode sofrer segregação manto-crosta devido ao aumento da temperatura e diminuição da viscosidade. A crosta oceânica segregada pode ficar na parte inferior da zona de transição do manto para a flutuabilidade negativa e isso pode explicar bem o espalhamento sísmico observado e a fase da semana P660P. As placas oceânicas que penetram diretamente através da zona de transição são difíceis de segregar devido à velocidade rápida e temperatura mais baixa (maior viscosidade).
Além disso, essas lajes subduzidas são aquecidas no limite núcleo-manto, onde a segregação crosta-manto é mais provável de ocorrer. Os componentes separados da crosta oceânica serão acumulados acima do limite núcleo-manto ou carregados para a parte rasa pela pluma do manto.
Portanto, a evolução e o processo do ciclo dos componentes da crosta oceânica estão intimamente relacionados ao padrão de subducção das placas oceânicas. O efeito de filtragem de material da interface de 660 km pode desempenhar um papel crucial na evolução química do nosso planeta.
Publicado em 30/05/2021 10h54
Artigo original:
Estudo original: