Los geólogos de la Universidad de Brown pueden haber explicado finalmente qué desencadena ciertos terremotos que se producen profundamente debajo de la superficie de la Tierra en zonas de subducción, regiones donde una placa tectónica se desliza debajo de otra.
Las zonas de subducción son algunas de las áreas más sísmicamente activas en la tierra. Los terremotos en estos lugares que ocurren cerca de la superficie pueden ser devastadores, como el que azotó a Japón en 2011 provocando el desastre nuclear de Fukushima. Pero los terremotos también ocurren comúnmente en elsubduciendo la corteza a medida que empuja profundamente debajo de la superficie, a profundidades entre 70 y 300 kilómetros. Estos terremotos, conocidos como terremotos de profundidad intermedia, tienden a ser menos dañinos, pero aún pueden sacudir los edificios.
Los terremotos de profundidad intermedios han sido durante mucho tiempo un misterio para los geólogos.
"Son enigmáticos porque las presiones son tan altas a esa profundidad que se inhibe el proceso normal de deslizamiento por fricción asociado con los terremotos", dijo Greg Hirth, profesor de ciencias terrestres, ambientales y planetarias en Brown. "Las fuerzas requeridaspara hacer que las cosas se resbalen simplemente no están allí "
Pero a través de una serie de experimentos de laboratorio, Hirth y el investigador postdoctoral Keishi Okazaki han demostrado que a medida que el agua escapa de un mineral llamado lawsonita a altas temperaturas y presiones, el mineral se vuelve propenso al tipo de falla frágil necesaria para desencadenar un terremoto.
"Los experimentos de Keishi fueron básicamente las primeras pruebas en condiciones apropiadas para el lugar donde realmente ocurren estos terremotos en la tierra", dijo Hirth. "Realmente son los primeros en mostrar evidencia sólida de esta fragilidad por deshidratación".
El trabajo se publicará el 4 de febrero de 2016 en la revista Naturaleza .
Los experimentos se realizaron en lo que se conoce como un aparato de Grigg. Okazaki colocó muestras de lawsonita en un cilindro y la calentó a través del rango de temperaturas donde el agua se vuelve inestable en lawsonita a altas presiones. Luego, un pistón aumentó la presión hasta que el mineralcomenzó a deformarse. Un pequeño sismómetro fijado al aparato detectó grietas repentinas en la lawsonita, una señal consistente con una falla frágil.
Okazaki realizó experimentos similares utilizando un mineral diferente, la antigorita, que anteriormente se había implicado como contribuyente a una sismicidad de profundidad intermedia. A diferencia de la lawsonita, la antigorita falló más gradualmente, aplastando en lugar de agrietarse, lo que sugiere que la antigorita no juega unpapel en estos terremotos.
"Esa es una de las cosas interesantes de esto", dijo Hirth. "Durante 50 años, todos han asumido que este es un proceso relacionado con la antigorita, a pesar de que no había mucha evidencia de ello. Ahora tenemos buena evidencia experimentalde este proceso de deshidratación que involucra lawsonita "
Si la lawsonita es realmente responsable de los terremotos de profundidad intermedia, explicaría por qué tales terremotos son comunes en algunas zonas de subducción y no en otras. La formación de lawsonita requiere altas presiones y bajas temperaturas. Se encuentra en la llamada subducción "fría"zonas en las que la corteza de succión es más antigua y, por lo tanto, más fría en temperatura. Una de esas zonas frías se encuentra en el noroeste de Japón. Pero las condiciones en zonas de subducción "calientes", como la zona de subducción de Cascadia en la costa del estado de Washington, no son propicias parala formación de lawsonita.
"En las zonas de subducción en caliente, tenemos muy pocos terremotos en la corteza de subducción porque no tenemos lawsonita", dijo Okazaki. "Pero en las zonas de subducción en frío, tenemos lawsonita y tenemos estos terremotos".
En última instancia, Hirth dice que una investigación como esta podría ayudar a los científicos a comprender mejor por qué los terremotos ocurren en diferentes lugares en diferentes condiciones.
"Tratar de poner en el contexto de todos los terremotos cómo funcionan estos procesos podría ser importante no solo para comprender estos tipos extraños de terremotos, sino todos los terremotos", dijo. "Realmente no entendemos mucho del terremotociclo. La previsibilidad es el objetivo final, pero todavía estamos en la etapa de pensar en cuál es la receta para los diferentes tipos de terremotos. Esta parece ser una de esas recetas ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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