Tras el devastador terremoto de Tohoku-Oki que sacudió la costa de Japón en marzo de 2011, los sismólogos quedaron atónitos por los 50 metros de desplazamiento superficial sin precedentes a lo largo de la falla, que se rompió hasta la superficie del fondo marino.Este deslizamiento extremo a poca profundidad exacerbó el tsunami masivo que, junto con el terremoto de magnitud 9.1, causó grandes daños y pérdidas de vidas en Japón.
En un nuevo estudio, publicado el 27 de enero en Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores utilizaron una técnica novedosa para estudiar las fallas en la Fosa de Japón, la zona de subducción donde ocurrió el terremoto de Tohoku-Oki. Sus hallazgos revelan una larga historia de grandes terremotos en esta zona de fallas, donde encontraron múltiples fallas con evidencia demás de 10 metros de deslizamiento durante grandes terremotos.
"Encontramos evidencia de muchos terremotos grandes que se han roto en el fondo marino y podrían haber generado tsunamis como el que golpeó en 2011", dijo el coautor Pratigya Polissar, profesor asociado de ciencias oceánicas en la Universidad de California en Santa Cruz.
Investigadores japoneses que observaron depósitos de sedimentos en tierra encontraron evidencia de que al menos tres tsunamis similares ocurrieron en esta región a intervalos de aproximadamente 1,000 años. El nuevo estudio sugiere que ha habido terremotos aún más grandes en esta zona de falla que los que dejaron atrás.evidencia en tierra de grandes tsunamis, dijo la coautora Heather Savage, profesora asociada de ciencias de la Tierra y planetarias en UC Santa Cruz.
Savage y Polissar han desarrollado una técnica para evaluar la historia del deslizamiento de un terremoto en una falla mediante el análisis de moléculas orgánicas atrapadas en rocas sedimentarias. Originalmente sintetizadas por algas marinas y otros organismos, estos "biomarcadores" son alterados o destruidos por el calor, incluido elcalentamiento por fricción que ocurre cuando una falla se desliza durante un terremoto. A través de extensas pruebas de laboratorio en la última década, Savage y Polissar han desarrollado métodos para cuantificar la evolución térmica de estos biomarcadores y usarlos para reconstruir el historial de temperatura de una falla.
El Proyecto de perforación rápida de trincheras de Japón JFAST perforó la zona de falla en 2012, extrayendo núcleos e instalando un observatorio de temperatura. La sismóloga de la UCSC Emily Brodsky ayudó a organizar JFAST, que produjo la primera medición directa del calor de fricción producido por el deslizamiento de falladurante un terremoto vea la historia anterior. Sin embargo, este calor se disipa después del terremoto, por lo que la señal es pequeña y transitoria.
"Los biomarcadores nos dan una forma de detectar cambios permanentes en la roca que preservan un registro de calentamiento en la falla", dijo Savage.
Para el nuevo estudio, los investigadores examinaron los núcleos JFAST, que se extendieron a través de la zona de falla hasta la placa de subducción que se encuentra debajo. "Es una zona de falla compleja, y hubo muchas fallas en todo el núcleo. Pudimos decir quélas fallas tenían evidencia de grandes terremotos en el pasado ", dijo Savage.
Uno de sus objetivos era comprender si algunos tipos de rocas en la zona de falla eran más propensos a un gran deslizamiento en un terremoto que otras rocas. Los núcleos pasaron a través de capas de lodos y arcillas con diferentes fuerzas de fricción. Pero el análisis de biomarcadores mostró evidenciade gran deslizamiento sísmico en fallas en todos los diferentes tipos de rocas. Los investigadores concluyeron que las diferencias en las propiedades de fricción no necesariamente determinan la probabilidad de gran deslizamiento superficial o peligro sísmico.
Savage y Polissar comenzaron a trabajar en la técnica de biomarcadores como investigadores posdoctorales en la UC Santa Cruz, publicando su primer artículo sobre él con Brodsky en 2011. Continuaron desarrollándolo como investigadores en el Observatorio Lamont-Doherty Earth de la Universidad de Columbia, antes de regresar aUC Santa Cruz como miembros de la facultad en 2019. Hannah Rabinowitz, la primera autora del nuevo artículo, trabajó con ellos como estudiante graduada en Columbia y ahora está en el Departamento de Energía de los EE. UU.
"Hemos probado esta técnica en diferentes rocas con diferentes edades e historias de calentamiento, y ahora podemos decir que sí, hubo un terremoto en esta falla, y podemos decir si hubo uno grande o muchos pequeños".Savage dijo: "Ahora podemos llevar esta técnica a otras fallas para aprender más sobre sus historias".
Además de Rabinowitz, Savage y Polissar, los coautores del artículo incluyen a Christie Rowe y James Kirkpatrick en la Universidad McGill. Este trabajo fue financiado por la National Science Foundation. El proyecto JFAST fue patrocinado por el Programa Internacional de Perforación Oceánica IODP.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Cruz . Original escrito por Tim Stephens. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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