La zona de baja velocidad (LVZ) se encuentra cerca del límite entre la litosfera y la astenosfera en el manto superior . Se caracteriza por una velocidad de onda de corte sísmica inusualmente baja en comparación con los intervalos de profundidad circundantes. Este rango de profundidades también corresponde a una conductividad eléctrica anómalamente alta. Está presente entre aproximadamente 80 y 300 km de profundidad. Esto parece estar presente universalmente para las ondas S, pero puede estar ausente en ciertas regiones para las ondas P. [2] Se ha detectado una segunda zona de baja velocidad (no generalmente denominada LVZ, sino ULVZ ) en una capa delgada de ≈50 km en el límite entre el núcleo y el manto . [3] Estas LVZ pueden tener implicaciones importantes para la tectónica de placas y el origen de la corteza terrestre. [2] [3] [4]
La LVZ se ha interpretado como un indicador de la presencia de un grado significativo de fusión parcial y, alternativamente, como una consecuencia natural de una capa límite térmica y de los efectos de la presión y la temperatura en la velocidad de onda elástica de los componentes del manto en estado sólido. [2] En cualquier caso, se necesita una cantidad muy limitada de material fundido (alrededor del 1 %) para producir estos efectos. El agua en esta capa puede reducir el punto de fusión y puede desempeñar un papel importante en su composición. [4] [5]
La existencia de la zona de baja velocidad fue propuesta por primera vez a partir de la observación de llegadas de ondas sísmicas más lentas de lo esperado en los terremotos de 1959 por Beno Gutenberg . [6] Observó que entre 1° y 15° desde el epicentro las llegadas longitudinales mostraban una disminución exponencial en amplitud, después de lo cual mostraban un gran aumento repentino. La presencia de una capa de baja velocidad que desenfocaba la energía sísmica, seguida de un gradiente de alta velocidad que la concentraba, proporcionó una explicación para estas observaciones. [7]
La LVZ muestra una reducción en la velocidad de alrededor del 3-6% , siendo el efecto más pronunciado con las ondas S en comparación con las ondas P. [9] Como es evidente en la figura, la reducción y la profundidad sobre la que ocurre la reducción varía con la elección de la provincia tectónica, es decir, las regiones difieren en sus características sísmicas. Después de la caída, la base de la zona está marcada por un aumento en la velocidad, pero no ha sido posible decidir si esta transición es aguda o gradual. Este límite inferior, que se encuentra debajo de la litosfera continental y la litosfera oceánica lejos de las dorsales oceánicas , a veces se denomina discontinuidad de Lehmann y se produce a unos 220 ± 30 km de profundidad. El intervalo también muestra una reducción en Q, el factor de calidad sísmica (que representa un grado relativamente alto de atenuación sísmica) y una conductividad eléctrica relativamente alta .
La LVZ está presente en la base de la litosfera excepto en áreas de escudo continental grueso donde no se observa ninguna anomalía de velocidad.
La interpretación de estas observaciones se complica por los efectos de la anisotropía sísmica, que puede reducir en gran medida la escala real de la anomalía de velocidad. [7] Sin embargo, debido a las reducciones de Q y la resistividad eléctrica en la LVZ, generalmente se interpreta como una zona en la que hay un pequeño grado de fusión parcial. Para que esto ocurra a las profundidades donde se observa la LVZ, deben estar presentes pequeñas cantidades de agua y/o dióxido de carbono para deprimir el punto de fusión de los minerales de silicato. Solo un 0,05-0,1 % de agua sería suficiente para causar el 1 % de fusión necesario para producir los cambios observados en las propiedades físicas. La falta de LVZ debajo de los escudos continentales se explica por el gradiente geotérmico mucho menor, lo que evita cualquier grado de fusión parcial. [10]
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