Después de que las fallas profundas de la Tierra son sacudidas por un evento que alivia el estrés, se pueden reparar nuevamente para continuar el interminable ciclo de terremotos. Sin embargo, esta capacidad de autocuración no se aplica a los terremotos rápidos y violentos con los que mucha gente está familiarizada; en cambio, ayuda a las rocas a recargarse después de un tipo de evento sísmico más lento que ni siquiera podemos percibir.
Un nuevo estudio publicado en Science Advances ha descubierto la forma en que las fallas se reparan solas después de un evento de deslizamiento lento, que ocurre cuando la tensión acumulada se libera en el transcurso de varios días, semanas o meses. Incluso cuando esta tensión se va disipando lentamente, las fallas pueden restaurar parcialmente su propia energía en cuestión de horas y prepararse para otra nueva ruptura. Conocer los detalles de cómo funciona este proceso podría ayudar a los investigadores a comprender cómo las fallas en regeneración alimentan los grandes terremotos.
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El estrés del movimiento tectónico
Los terremotos tienden a desarrollarse en zonas de subducción, donde una placa tectónica densa se desliza debajo de otra placa menos densa. A medida que estas placas se raspan, a veces se bloquean por la fricción. Luego, la tensión se acumula hasta que las placas finalmente logran salir de su punto muerto, generando como resultado terremotos masivos.
Esto puede suceder en varias zonas de subducción en todo el mundo, como la zona de subducción de Cascadia frente a la costa del Pacífico de América del Norte. Aquí, la Placa de Juan de Fuca se desliza debajo de la placa de América del Norte.
El movimiento de estas placas puede incluso desencadenar “megaterremotos”, que son lo suficientemente potentes como para superar la magnitud 9,0 en la escala de Richter. Sin embargo, los megaterremotos ocurren con poca frecuencia; Sólo 13 provienen de la zona de subducción de Cascadia en los últimos 6.000 años, y cada uno de ellos tuvo lugar con cientos de años de diferencia, según Earthquakes Canada.
Recarga de energía sísmica
Los eventos de deslizamiento lento (SSE) ocurren debajo de la “zona de transición” donde las placas tectónicas se bloquean, y se caracterizan por un movimiento tectónico más gradual que ocurre durante un largo período de tiempo, según Earth Scope.
Si bien el movimiento de deslizamiento lento alivia algo de tensión en ciertas partes de una falla, simultáneamente agrava la tensión en las partes donde están bloqueadas. Entonces, si bien los SSE debajo de la zona de subducción de Cascadia, por ejemplo, no son lo suficientemente poderosos como para ser sentidos por cualquiera que viva en la costa del Pacífico, aún así aumentan el riesgo de un terremoto poderoso a medida que agregan tensión a las placas bloqueadas poco a poco.
A diferencia de un terremoto típico, los SSE no agotan toda su energía a la vez antes de comenzar el largo proceso de reconstrucción del estrés en el paso uno. Después de que se libera energía de un SSE, las fallas pueden recargar la tensión en un corto período de tiempo, como observaron los investigadores detrás del nuevo estudio a partir de datos sísmicos en la zona de subducción de Cascadia.
“Descubrimos que las fallas profundas pueden curarse por sí solas en cuestión de horas”, dijo en un comunicado la autora del estudio Amanda Thomas, profesora de ciencias terrestres y planetarias en UC Davis. “Esto nos lleva a reevaluar el comportamiento reológico de las fallas y si hemos estado descuidando algo muy importante”.
Pegados nuevamente juntos
Para comprender cómo se curan las fallas, los investigadores replicaron los SSE en experimentos en los que empaquetaron cuarzo en polvo en un cilindro de plata, lo soldaron y lo pusieron bajo una presión de 1 gigapascal (10.000 veces la presión atmosférica) a 500 grados Celsius.
En esencia, los investigadores estaban simulando lo que sucede después de un SSE “cocinando” la muestra de cuarzo. Después de medir la rapidez con la que las ondas sonoras podían moverse a través de la muestra, abrieron los cilindros y examinaron la estructura de la muestra mediante microscopía electrónica. Descubrieron que al ser comprimidos, los granos minerales se soldaban entre sí.
Esto muestra que después de un SSE, las rocas en las fallas se vuelven a unir. El concepto de cohesión, dicen los investigadores, es algo que puede requerir más atención en los modelos de terremotos; potencialmente podría contribuir a la tensión en fallas menos profundas y otras fallas que causan grandes terremotos.
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