Es una demostración de cómo podrían influir las estructuras geológicas en la corteza terrestre
Las zonas de subducción (lugares donde una placa tectónica se sumerge debajo de otra) son donde ocurren los más grandes y dañinos terremotos del mundo.
Un nuevo estudio ha encontrado que cuando las montañas submarinas, también conocidas como montes submarinos, son arrastradas a zonas de subducción, no solo preparan el escenario para poderosos terremotos, sino que también crean condiciones que terminan por amortiguarlos.
Los hallazgos significan que los científicos deberían monitorear más cuidadosamente áreas particulares alrededor de una montaña submarina en subducción, dijeron los investigadores. La práctica podría ayudar a los científicos a comprender mejor y predecir dónde es más probable que ocurran futuros terremotos.
"La Tierra delante de la montaña submarina subductora se vuelve quebradiza, favoreciendo poderosos terremotos mientras que el material detrás de ella permanece blando y débil, permitiendo que el estrés se libere más suavemente", dijo el coautor Demian Saffer, director del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG), una unidad de investigación de la Facultad Jackson de Geociencias de la Universidad de Texas en Austin.
El estudio fue publicado el 2 de marzo en Nature Geoscience y fue dirigido por Tian Sun, quien actualmente es un investigador científico en el Geological Survey of Canada. Otros coautores incluyen a Susan Ellis, científica del instituto de investigación de Nueva Zelanda GNS Science. Saffer supervisó el proyecto y fue el asesor postdoctoral de Sun en Penn State cuando comenzaron el estudio.
Los investigadores utilizaron un modelo de computadora para simular lo que sucede cuando los montes submarinos ingresan a las fosas oceánicas creadas por las zonas de subducción. Según el modelo, cuando una montaña submarina se hunde en una fosa, el suelo que tiene delante se vuelve frágil, ya que su lento avance exprime el agua y compacta la Tierra.
Pero a su paso, el monte submarino deja un rastro de sedimento húmedo más blando. La dura y quebradiza roca puede ser una fuente de poderosos terremotos, ya que se acumulan en ella las fuerzas generadas por la placa subductora, pero el material húmedo y debilitado detrás del monte submarino crea un efecto de amortiguación opuesto en estos terremotos y temblores.
Aunque las montañas submarinas se encuentran en todo el fondo del océano, las profundidades extraordinarias a las que se produce la subducción significa que es extremadamente difícil estudiar o obtener imágenes de una montaña submarina subductora. Es por eso que, hasta ahora, los científicos no estaban seguros de si las montañas submarinas podrían afectar el estilo y la magnitud de los terremotos de la zona de subducción.
La investigación actual abordó el problema creando una realista simulación por computadora de una montaña submarina en subducción y midiendo los efectos sobre la roca y el sedimento circundante, incluidas las complejas interacciones entre las tensiones en la Tierra y la presión del fluido en el material circundante. Obtener datos realistas para el modelo implicó realizar experimentos en muestras de rocas recolectadas de zonas de subducción mediante perforación científica en el océano en alta mar en Japón.
Los científicos dijeron que los resultados del modelo los tomaron completamente por sorpresa. Habían esperado que la presión del agua y el estrés rompieran el material en la cabeza de la montaña submarina y debilitaran las rocas, no las fortalecieran.
"La montaña submarina crea un circuito de retroalimentación en la forma en que se exprimen los fluidos y cambia la respuesta mecánica de la roca a la presión del fluido", dijo Ellis, quien desarrolló el código numérico en el corazón del estudio.
Los científicos están satisfechos de que su modelo es robusto porque el comportamiento del terremoto que predice coincide constantemente con el comportamiento de los terremotos reales.
Si bien la roca debilitada que quedó después de los montes submarinos puede amortiguar grandes terremotos, los investigadores creen que podría ser un factor importante en un tipo de terremoto conocido como un evento de deslizamiento lento. Estos temblores de cámara lenta son únicos porque pueden tardar días, semanas e incluso meses en desarrollarse.
Laura Wallace, científica investigadora de UTIG y GNS Science, quien fue la primera en documentar eventos de deslizamiento lento en Nueva Zelanda, dijo que la investigación era una demostración de cómo podrían influir las estructuras geológicas en la corteza terrestre, como los montes submarinos, en un espectro completo de actividad sísmica.
"Las predicciones del modelo concuerdan muy bien con lo que estamos viendo en Nueva Zelanda en términos de dónde ocurren pequeños terremotos y temblores en relación con la montaña submarina", dijo Wallace, quien no formó parte del estudio actual.
Sun cree que sus investigaciones han ayudado a abordar una brecha de conocimiento sobre los montes submarinos, pero que la investigación se beneficiará de más mediciones.
"Todavía necesitamos imágenes geofísicas de alta resolución y monitoreo de terremotos en alta mar para comprender mejor los patrones de actividad sísmica", dijo Sun.
Artículo científico: Mechanical and hydrological effects of seamount subduction on megathrust stress and slip
