Científicos descubren vastas estructuras no identificadas en el interior de la Tierra

Los científicos han descubierto una vasta estructura hecha de material denso que ocupa el límite entre el núcleo externo líquido de la Tierra y el manto inferior, una zona a unos 3.000 kilómetros  debajo de nuestros pies.

Los investigadores utilizaron un algoritmo de aprendizaje automático que se desarrolló originalmente para analizar galaxias distantes para investigar el misterioso fenómeno que ocurre en lo profundo de nuestro propio planeta, según un artículo publicado el jueves en Science .

Una de estas enormes anomalías, ubicada en las profundidades de las Islas Marquesas, nunca antes se había detectado, mientras que se descubrió que otra estructura debajo de Hawai era mucho más grande de lo que se había estimado anteriormente.

Los científicos dirigidos por Doyeon Kim, sismólogo y becario postdoctoral en la Universidad de Maryland, alimentaron los sismogramas capturados de cientos de terremotos que ocurrieron entre 1990 y 2018 en un algoritmo llamado Sequencer. Si bien los estudios sismológicos tienden a enfocarse en conjuntos de datos relativamente pequeños de actividad sísmica regional, Sequencer permitió a Kim y sus colegas analizar 7,000 mediciones de terremotos, cada uno con una magnitud de al menos 6.5, que sacudieron el mundo subterráneo bajo el Océano Pacífico en los últimos tres décadas.

"Este estudio es muy especial porque, por primera vez, podemos ver sistemáticamente un conjunto de datos tan grande que en realidad cubre más o menos toda la cuenca del Pacífico", dijo Kim en una llamada. Aunque los científicos han trazado previamente estructuras en las profundidades de la Tierra, este estudio presenta una rara oportunidad de "reunir todo y tratar de explicarlo en un contexto global", señaló.

Los terremotos crean ondas sísmicas que viajan a través del interior de la Tierra, donde se dispersan y distorsionan por estructuras profundas dentro de nuestro planeta. Estos patrones distorsionados se capturan en sismogramas, que son registros de la actividad de las olas dentro de la Tierra, lo que permite a los sismólogos capturar atisbos del inframundo inaccesible de la Tierra.

Cuando las ondas de corte golpean estas estructuras, producen un tipo de firma similar al eco conocida como "postcursor" (hay cifras útiles de este proceso en el sitio web de Kim). Estos ecos indican la presencia de anomalías en el interior de la Tierra llamadas zonas de ultra baja velocidad (ULVZ), que son parches densos en el límite núcleo-manto.

Nadie sabe exactamente cómo se forman las ULVZ o de qué están hechas, pero está claro que tienen diámetros de aproximadamente cien kilómetros y que son lo suficientemente densas como para desacelerar las olas que las atraviesan.

Al ejecutar miles de sismogramas a través de Sequencer, Kim y sus colegas descubrieron que las señales de postcursor más fuertes en su conjunto de datos emanan de Hawai y las Islas Marquesas. Esta es una prueba tentadora de la existencia de dos "mega-ULVZ", zonas que se extienden por unos 1.000 kilómetros o más.

Las mega-ULVZ son estructuras intrigantes no solo por su tamaño, sino porque pueden estar compuestas de materiales exóticos que se remontan a una época anterior a la Tierra. Estos enormes fragmentos anómalos podrían ser material parcialmente derretido anterior al evento de formación de la Luna, que los científicos creen que fue una colisión gigantesca entre la Tierra primitiva y un objeto del tamaño de Marte hace más de cuatro mil millones de años.

El nuevo estudio demuestra las aplicaciones de algoritmos como Sequencer, que utilizan un tipo especial de proceso llamado aprendizaje no supervisado, en el procesamiento de conjuntos de datos complejos como los encontrados en astronomía, sismología e innumerables otros campos científicos.

 A diferencia de los algoritmos de aprendizaje supervisado, que están entrenados para clasificar información basada en etiquetas conocidas, los algoritmos no supervisados ??están diseñados para encontrar información en conjuntos de datos no etiquetados.

"¿Qué pasa si realmente no sabemos qué buscar en el conjunto de datos?" explicó Kim. “Esta es la pregunta típica en la que nos gustaría pensar porque el manto inferior, el objetivo de nuestro estudio, todavía tiene muchas incógnitas. 

No es realmente sorprendente encontrar casi cualquier cosa en el manto inferior porque en realidad no podemos entrar y mirarlo con nuestros ojos desnudos ”.

El equipo planea continuar desarrollando esta nueva forma de mirar hacia la Tierra mediante el examen de ondas de mayor frecuencia que podrían dar detalles más precisos sobre las estructuras enigmáticas en el límite entre el núcleo y el manto. Los investigadores también esperan expandir su conjunto de datos a los sismogramas producidos bajo el Océano Atlántico.

"Esperamos que Sequencer pueda básicamente dejarnos usar todos estos conjuntos de datos diversos y reunirlos para buscar estas estructuras de manto inferior sistemáticamente", concluyó Kim. "Esa es nuestra visión en el futuro, para responder más preguntas sobre el manto inferior en general".

Con información de Vanguardia