doi.org/10.1029/2024AV001265
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#Núcleo
Geofísicos encontram ligação entre ondas sísmicas precursoras chamadas de PKP e anomalias no manto da Terra.
Um novo estudo revela que os sinais sísmicos precursores de PKP, que têm intrigado cientistas por anos, se originam de zonas de velocidade ultrabaixa nas profundezas da América do Norte e do Pacífico ocidental. Essas descobertas de pesquisadores da Universidade de Utah conectam essas zonas a características geológicas significativas, como vulcões de hotspot, usando técnicas sísmicas avançadas para rastrear suas origens até o limite núcleo-manto.
Precursores de PKP e mistérios sísmicos
Durante as décadas desde sua descoberta, os sinais sísmicos precursores conhecidos como PKP têm desafiado os cientistas. Regiões do manto inferior da Terra espalham ondas sísmicas de entrada, que retornam à superfície como ondas de PKP em velocidades diferentes.
A origem dos sinais precursores, que chegam antes das principais ondas sísmicas que viajam pelo núcleo da Terra, permanece obscura, mas a pesquisa liderada por geofísicos da Universidade de Utah lança nova luz sobre essa misteriosa energia sísmica.
Os sinais PKP precursores parecem se propagar de lugares bem abaixo da América do Norte e do Pacífico ocidental e possivelmente têm uma associação com “zonas de velocidade ultrabaixa”, camadas finas no manto onde as ondas sísmicas desaceleram significativamente, de acordo com uma pesquisa publicada em 10 de agosto no AGU Advances, o principal periódico da American Geophysical Union.
Ligando Precursores de PKP a Características Geológicas
“Estas são algumas das características mais extremas descobertas no planeta. Nós legitimamente não sabemos o que elas são”, disse o autor principal Michael Thorne, professor associado de geologia e geofísica da U. “Mas uma coisa que sabemos é que elas parecem acabar se acumulando sob vulcões de hotspot. Elas parecem ser a raiz de plumas de manto inteiras dando origem a vulcões de hotspot.”
Essas plumas são responsáveis “”pelo vulcanismo observado em Yellowstone, nas Ilhas Havaianas, Samoa, Islândia e Ilhas Galápagos.
“Esses vulcões realmente muito grandes parecem persistir por centenas de milhões de anos aproximadamente no mesmo local”, disse Thorne. Em trabalhos anteriores, ele também encontrou uma das maiores zonas de velocidade ultrabaixa conhecidas do mundo.
“Ela fica logo abaixo de Samoa, e Samoa é um dos maiores vulcões de hotspot”, observou Thorne.
Avanços na Análise de Ondas Sísmicas
Por quase um século, geocientistas têm usado ondas sísmicas para sondar o interior da Terra, levando a inúmeras descobertas que não seriam possíveis de outra forma. Outros pesquisadores da Universidade de Utah, por exemplo, caracterizaram a estrutura do núcleo interno sólido da Terra e rastrearam seu movimento analisando ondas sísmicas.
Quando um terremoto sacode a superfície da Terra, ondas sísmicas atravessam o manto – a camada dinâmica de rocha quente de 2.900 quilômetros de espessura entre a crosta terrestre e o núcleo metálico. A equipe de Thorne está interessada naquelas que são “dispersas” quando passam por características irregulares que representam mudanças na composição do material no manto. Algumas dessas ondas dispersas se tornam precursoras de PKP.
Thorne procurou determinar exatamente onde essa dispersão acontece, especialmente porque as ondas viajam pelo manto da Terra duas vezes, ou seja, antes e depois de passar pelo núcleo externo líquido da Terra. Por causa dessa dupla jornada pelo manto, tem sido quase impossível distinguir se os precursores se originaram no lado da fonte ou do lado do receptor do caminho do raio.
Técnicas de Pesquisa Inovadoras em Sismologia
A equipe de Thorne, que incluía o professor assistente de pesquisa Surya Pachhai, criou uma maneira de modelar formas de onda para detectar efeitos cruciais que antes passavam despercebidos.
Usando um método de matriz sísmica de ponta e novas observações teóricas de simulações de terremotos, os pesquisadores desenvolveram, eles analisaram dados de 58 terremotos que ocorreram ao redor da Nova Guiné e foram registrados na América do Norte após passarem pelo planeta.
“Posso colocar receptores virtuais em qualquer lugar da superfície da Terra, e isso me diz como o sismograma deve se parecer com um terremoto naquele local. E podemos comparar isso com as gravações reais que temos”, disse Thorne. “Agora podemos projetar de onde essa energia está vindo.”
O novo método permitiu que eles identificassem onde a dispersão ocorreu ao longo do limite entre o núcleo externo de metal líquido e o manto, conhecido como limite núcleo-manto, localizado 2.900 quilômetros abaixo da superfície da Terra.
Interações núcleo-manto e ULVZs
Suas descobertas indicam que os precursores PKP provavelmente vêm de regiões que abrigam zonas de velocidade ultrabaixa. Thorne suspeita que essas camadas, que têm apenas 20 a 40 quilômetros de espessura, são formadas onde placas tectônicas subduzidas colidem com o limite núcleo-manto na crosta oceânica.
“O que descobrimos agora é que essas zonas de velocidade ultrabaixa não existem apenas abaixo dos pontos quentes. Elas estão espalhadas por todo o limite núcleo-manto abaixo da América do Norte”, disse Thorne. “Parece realmente que essas ULVZs estão sendo ativamente geradas. Não sabemos como. Mas como as estamos vendo perto da subducção, achamos que os basaltos da dorsal meso-oceânica estão derretendo, e é assim que estão sendo gerados. E então a dinâmica está empurrando essas coisas por toda a Terra e, finalmente, elas vão se acumular abaixo dos pontos quentes.”
A dinâmica está empurrando essas coisas por toda a Terra e, finalmente, elas vão se acumular contra os limites das Grandes Províncias de Baixa Velocidade, que são características distintas em escala continental sob o Pacífico e a África, de acordo com Thorne.
“Elas também podem se acumular abaixo dos hotspots, mas não está claro se essas ULVZs são geradas pelo mesmo processo”, disse ele. Determinar as consequências de tal processo terá que esperar por pesquisas futuras.
Publicado em 22/08/2024 09h21
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