En lo profundo de la corteza terrestre, las fracturas causadas por terremotos de movimiento lento pueden repararse solas en cuestión de horas, según una nueva investigación publicada en Science Advances el 19 de noviembre. Este notable mecanismo de autorreparación ocurre bajo condiciones extremas de calor y presión en las profundidades de las placas tectónicas. El estudio proporciona información crítica sobre cómo se comportan las fallas y tiene implicaciones para comprender tanto los eventos de deslizamiento lento como el potencial de terremotos más grandes y destructivos.
Terremotos silenciosos y reparación rápida de fracturas
Los geólogos conocen desde hace mucho tiempo los terremotos “silenciosos”: eventos de deslizamiento lento en los que el suelo se deforma durante semanas o meses en lugar de romperse violentamente en segundos. A diferencia de los terremotos típicos, estos no generan ondas sísmicas fuertes, lo que los hace menos peligrosos de inmediato. Sin embargo, ocurren en los mismos sistemas de fallas importantes que los grandes terremotos, lo que lleva a los investigadores a preguntarse por qué algunas áreas se deslizan lentamente mientras que otras se rompen repentinamente.
La clave, según la autora principal Amanda Thomas de UC Davis, radica en las condiciones físicas: comportamiento friccional culposo y estrés efectivo. “Lo que determina si la falla se desliza lenta o repentinamente es el comportamiento de fricción de la falla y la tensión efectiva sobre la falla”. Los deslizamientos lentos ocurren en zonas más profundas, donde las temperaturas son altas y los fluidos abundan.
La zona de subducción de Cascadia: un laboratorio natural
La investigación se centró en la zona de subducción de Cascadia, una región donde la Placa Juan de Fuca se desliza bajo América del Norte. Esta “megafalla” es capaz de producir terremotos de magnitud 8-9, pero también experimenta frecuentes eventos de deslizamiento lento. Cascadia es única porque su extensa red de seguimiento permite a los científicos estudiar estos fenómenos en detalle.
El estudio observó que ciertas áreas de la falla de Cascadia se rompen repetidamente y luego se vuelven a sellar dentro del mismo ciclo de deslizamiento lento. Esta rápida reactivación sugiere que la tensión se acumula rápidamente, pero también que el material defectuoso puede “curarse” de alguna manera entre roturas. El equipo de investigación intentó explicar este comportamiento desconcertante.
Simulaciones de laboratorio recrean las condiciones de la Tierra profunda
Para investigar, los investigadores recrearon el entorno extremo de la zona de subducción en un laboratorio. Se cargó una cápsula de plata con cuarzo en polvo y agua, luego se sometió a temperaturas de 500°C y presiones 10.000 veces superiores a la presión atmosférica. La microscopía electrónica reveló que, incluso después de unas pocas horas, los granos de cuarzo se habían fusionado.
“La reparación de fallos depende en gran medida de la temperatura, la presión y la presencia de fluidos”, explicó Thomas. Los experimentos demostraron un fortalecimiento mensurable en cuestión de horas en estas condiciones. Esto contrasta marcadamente con las fracturas de la corteza terrestre menos profundas, que tardan años o décadas en sanar.
Influencia de las mareas y recarga rápida de estrés
El estudio también descubrió un vínculo entre el rápido proceso de curación y las mareas oceánicas. La falla de Cascadia experimenta ráfagas de terremotos de baja frecuencia que se alinean con los ciclos de mareas. Esto sugiere que los cambios en la presión de las mareas pueden provocar nuevas rupturas apenas unas horas después de que la falla se haya reparado por sí sola.
Los resultados indican que las fallas profundas en Cascadia pueden fortalecerse lo suficientemente rápido como para ser estresadas y reactivadas repetidamente dentro de un único ciclo de deslizamiento lento. Esta comprensión es crucial para modelar con precisión el comportamiento de las fallas e interpretar datos sísmicos.
Implicaciones para el riesgo de terremotos
La curación de fallas no se limita a zonas de subducción profunda; también ocurre, aunque más lentamente, en regiones menos profundas donde se originan grandes terremotos. Los investigadores sostienen que incluir procesos de reparación en futuros modelos de terremotos mejorará la evaluación de riesgos. Comprender con qué rapidez pueden volver a fortalecerse las fallas podría perfeccionar las predicciones sobre dónde y cuándo se producirá el próximo gran terremoto.
“Nuestros resultados sugieren que el mismo proceso básico puede operar en toda la corteza, pero las escalas de tiempo cambian según el entorno”. — Amanda Thomas, UC Davis
