Arcilla lubrica la zona de falla en la Fosa de Japón, produciendo el devastador tsunami
Hace dos años, el mar frente a las costas de Japón se encabritó y arrasó decenas de miles de vidas en un devastador desastre natural.
El terremoto de 2011 ha sido objeto de intenso estudio desde entonces, y la falla que lo produjo es la mejor estudiada del mundo.
Ahora, tres artículos publicados en la revista Science revelan que el terremoto de magnitud 9 frente a la costa este de Japón todavía tiene la capacidad de sorprender.
Los expertos calculan que la bisagra o el límite entre dos placas tectónicas en la fosa de Japón se deslizó hasta en 164 pies (50 metros). Otros terremotos de magnitud similarmente grandes, incluyendo el evento de 9,1 en Sumatra, en 2004, resultaron de 66 a 82 pies (20 a 25 metros) de deslizamiento en la falla.
"Nunca hemos visto deslizamientos de 50 metros", dijo Wang Kelin, geofísico del Servicio Geológico de Canadá, en la Columbia Británica.
El siguiente mayor deslizamiento sería probablemente el terremoto de Chile en 1960, dijo Wang, quien no participó en la investigación. Sobre la base de los limitados datos registrados a partir de ese terremoto, la falla cayó de 98 a 131 pies (30 a 40 metros).
La mayor parte del movimiento se produjo en sentido horizontal, explicó. Pero debido a que en esta falla las placas se acuñan juntas, el desplazamiento horizontal se las arregló para empujar el agua de mar suficiente para producir el asesino tsunami que afectó a Japón.
Engrasar los ejes
La lubricación, especialmente la vinculada con la arcilla, es la clave para este enorme movimiento, dijo Frederick Chester, un geofísico de la Texas A & M University en College Station, y autor principal de uno de los estudios.
Las dos placas tectónicas implicadas son la placa del Pacífico, en la que reside el Océano Pacífico, y una porción de la placa de América del Norte, en la que se asientan partes de Japón.
Una gruesa capa de arcilla se asienta encima de la placa del Pacífico, una parte de la cual está siendo arrastrada debajo de la placa de América del Norte. A medida que la placa del Pacífico se sumerge en una fosa frente a las costas de Japón, pequeñas porciones de arcilla resbalan a lo largo del límite de placas, explicó Chester.
Esa arcilla atrapa el agua, lo que hace que sea muy resbaladiza, dijo. "Pensamos que es la responsable de permitir el deslizamiento increíblemente grande que se observó cerca de la zanja".
Normalmente, cuando dos placas chocan, hay fricción. Usted puede pensar en la fricción como un freno, explicó Chester. "Pero la arcilla casi elimina las propiedades de frenado".
No hubo una gran cantidad de calor
El número de datos sin precedentes que permitió a Chester y sus colegas averiguar lo que sucedió durante el terremoto de 2011 es cortesía de una respuesta rápida por parte de la Agencia Japonesa de Ciencia Marina, Terrestre y Tecnología, dijo Emily Brodsky, un geofísico de la Universidad de California, Santa Cruz, y co-autor de uno de los estudios.
Un proyecto de perforación rápida en la Fosa de Japón permitió a los investigadores llegar a la zona de falla alrededor de un año después del terremoto y colocar instrumentos para medir anomalías de temperatura que pueden generar grandes cantidades de calor en los bruscos desplazamientos durante un terremoto y para investigar muestras de la falla de zona para el análisis.
Los expertos fueron capaces de tomar muestras de núcleos de sedimento de la falla ubicados a 23.000 pies (7.000 metros) de profundidad gracias a un sofisticado buque de perforación.
"Se encontraba justo en el límite de lo que puede hacer la ingeniería", dijo Brodsky.
No sólo encontraron pruebas de esta fina capa lubricante de arcilla, sino que los expertos también fueron capaces de calcular cuánto calor y fricción participaron.
A pesar de que el terremoto produjo un aumento de la temperatura de 1100° a 2200° F (600° a 1200° C), la cantidad de fricción que había que superar para producir el deslizamiento de la falla no fue tan grande como esperaban los investigadores, dijo Brodsky.
Esto ayudó a confirmar el hecho de que algo más estaba pasando - a saber, la lubricación de la arcilla.
Es difícil decir si algo así podría ocurrir en otras partes, dijo Wang, porque ninguna otra fosa submarina tiene tanto número de instrumentos de seguimiento como esta.
"En ninguna otra parte tenemos un sistema de seguimiento tan grande".
Referencias:
Structure and Composition of the Plate-Boundary Slip Zone for the 2011 Tohoku-Oki Earthquake
Low Coseismic Shear Stress on the Tohoku-Oki Megathrust Determined from Laboratory Experiments
Low Coseismic Friction on the Tohoku-Oki Fault Determined from Temperature Measurements
Deep Drilling for Earthquake Clues
Rapid Response to the Tohoku Great Earthquake to Understand the Devastating Tsunami
