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El misterio de la velocidad de las ondas sísmicas: ¡revelando la estructura oculta del interior de la Tierra!
La estructura de velocidad de las ondas sísmicas refleja las propiedades internas de la Tierra y otros planetas, incluida la composición del material, la densidad, la porosidad y la temperatura. Los geofísicos se basan en el análisis y la interpretación de la estructura de velocidad en la exploración de recursos, la sismología y para obtener una comprensión más profunda del desarrollo geológico de la Tierra.
"Las teorías sismológicas maduras y los nuevos datos nos han proporcionado una comprensión más profunda de la estructura del interior de la Tierra".
Historia
Desde el advenimiento de la sismología moderna, ha habido avances significativos en nuestra comprensión de la estructura de velocidad de las ondas sísmicas. La invención del sismómetro en el siglo XIX impulsó la investigación sistemática y hizo posible el registro y análisis de las ondas sísmicas.
Avances del siglo XX
En el siglo XX se produjeron avances importantes en la sismología. Por ejemplo, en 1909 Andrea Mohorovich identificó un límite importante dentro de la Tierra llamado discontinuidad de Mohorovich, que representa la división entre la corteza y el manto y está acompañada de un aumento significativo en la velocidad de las ondas sísmicas. En las décadas siguientes, la recopilación y comprensión de datos sobre terremotos avanzaron drásticamente a medida que se estableció una red mundial de sismógrafos estandarizados.
El progreso en el siglo XXILa investigación en el siglo XXI se ha centrado en modelar con mayor precisión la estructura de velocidad interna de la Tierra, especialmente las propiedades del núcleo interno y el desarrollo de tecnologías como la imagen acústica, que hacen posible modelos detallados de la estructura interna de la Tierra.
Principios de la estructura de velocidad
El estudio de la estructura de la velocidad de las ondas sísmicas revela sistemáticamente la composición material y el estado físico del interior de la Tierra. Las variaciones en la velocidad de las ondas se ven afectadas por la densidad y el estado del material, lo que nos dice cómo funciona la estructura profunda de la Tierra.
"Las ondas P viajan a través de toda la materia, mientras que las ondas S sólo pasan a través de la materia sólida, lo que les confiere diferentes funciones para ayudarnos a comprender la estructura de la Tierra".
Estructura de velocidad de la Tierra
Las ondas sísmicas viajan a diferentes velocidades en las distintas capas de la Tierra, y estas variaciones están estrechamente relacionadas con la temperatura, la composición y la presión correspondientes. Las características estructurales de la Tierra incluyen discontinuidades sísmicas distintivas, que representan cambios en la composición mineral o el estado físico.
Corteza terrestre
Las velocidades de las ondas P y S de la corteza terrestre varían entre 6,0 y 7,0 km/s y entre 3,5 y 4,0 km/s, respectivamente. Las velocidades sísmicas en la corteza terrestre tienden a aumentar con la profundidad, principalmente debido al aumento de la presión, que hace que el material sea más denso.
Manto superior
La velocidad media de las ondas P en el manto superior es de 7,5 a 8,5 km/s y la de las ondas S de 4,5 a 5,0 km/s. El aumento de la velocidad sísmica se atribuye principalmente al aumento de la presión.
Manto inferior
La velocidad media de las ondas P en el manto inferior varía de 10 a 13 km/s, mientras que la velocidad de las ondas S varía de 5,5 a 7,0 km/s. El aumento de velocidad en esta capa se debe principalmente al entorno de presión más fuerte.
Núcleo externo y núcleo interno
La velocidad media de la onda P del núcleo externo es de 8,0 a 10 km/s, mientras que la onda S no puede propagarse, lo que indica su estado fluido; mientras que la velocidad media de la onda P del núcleo interno es de unos 11 km/s. s y la onda S es de 3,5 km/s. /s, lo que demuestra que el interior está compuesto por un sólido de alta densidad.
"La anisotropía del núcleo interno hace que la velocidad de las ondas sísmicas varíe dependiendo de la dirección en la que viajan, lo que sugiere que la rotación de la Tierra también tiene un efecto en la alineación de los cristales del núcleo".
Estructuras de velocidad de otros planetas
Además de la Tierra, también se han estudiado ampliamente las estructuras de velocidad de la Luna y Marte. Los registros de velocidad de las ondas sísmicas lunares provienen principalmente de los datos de la misión Apolo, mientras que los datos sísmicos marcianos provienen principalmente de la misión InSight.
Estructura de velocidad de la luna
La corteza de la luna tiene un espesor de unos 60 km, con velocidades de ondas P que varían entre 5,1 y 6,8 km/s y velocidades de ondas S que varían entre 2,96 y 3,9 km/s. Las diferencias en las capas internas hacen que la velocidad varíe significativamente a diferentes profundidades.
Estructura de velocidad de Marte
El espesor de la corteza de Marte es de 10 a 50 km, y las velocidades de las ondas P y S están entre 3,5 y 5 km/s y entre 2 y 3 km/s respectivamente. A medida que aumenta la profundidad, el aumento de la presión también hace que aumente la velocidad.
Planes futuros
Actualmente, la exploración sísmica de otros cuerpos en el espacio es relativamente limitada. Sin embargo, se espera que futuras misiones espaciales amplíen estos estudios a un rango más amplio, proporcionando información sobre otros tipos de planetas en nuestro sistema solar y sus estructuras interiores.
Después de comprender las diversas complejidades de la estructura de la velocidad de las ondas sísmicas, ¿cuánto conocimiento nuevo podemos obtener sobre estos mundos subterráneos ocultos?
