Mapa de la zona de subducción de Cascadia.
Los terremotos megathrust y los tsunamis posteriores que se originan en zonas de subducción como Cascadia (la isla de Vancouver, Canadá, hasta el norte de California) son algunos de los desastres naturales más graves del mundo. Ahora, un equipo de geocientíficos cree que la clave para comprender algunos de estos eventos destructivos puede estar en los comportamientos profundos y graduales de deslizamiento lento debajo de las zonas de subducción. Esta información puede ayudar a planificar futuros terremotos en el área.
“Lo que encontramos fue bastante inesperado”, dijo Kirsty A. McKenzie, candidata a doctorado en geociencia, Penn State.
A diferencia de los terremotos más grandes y menos profundos que se mueven y emiten energía en la misma dirección que las placas, la energía de los terremotos de deslizamiento lento puede moverse en otras direcciones, principalmente hacia abajo.
Las zonas de subducción ocurren cuando dos de las placas de la Tierra se encuentran y una se mueve debajo de la otra. Esto generalmente crea una línea de falla y, a cierta distancia, una línea de volcanes. Cascadia es típica porque las placas tectónicas se encuentran cerca de la costa del Pacífico y las montañas Cascade, una cadena volcánica que contiene el Monte Santa Helena, el Monte Hood y el Monte Rainier, se forma al este.
Topografía y batimetría del sur de Cascadia, que incluye el sur de Oregón y el norte de California (las profundidades del fondo marino entre 200 y 3000 m se muestran en la escala de colores del espectro de rojo (menos profundo) a púrpura (más profundo). Crédito: Jenna Hill, USGS
Según los investigadores, un mega terremoto de magnitud 9 ocurrió en Cascadia en 1700 y no ha habido un gran terremoto allí desde entonces. Más bien, los terremotos de deslizamiento lento, eventos que ocurren más profundamente y se mueven distancias muy cortas a un ritmo muy lento, ocurren continuamente.
“Por lo general, cuando ocurre un terremoto, encontramos que el movimiento es en la dirección opuesta a cómo se han movido las placas, acumulando ese déficit de deslizamiento”, dijo Kevin P. Furlong, profesor de geociencias, Penn State. “Para estos terremotos de deslizamiento lento, la dirección del movimiento es directamente hacia abajo en la dirección de la gravedad en lugar de en las direcciones de movimiento de la placa”.
Los investigadores han descubierto que áreas de Nueva Zelanda, identificadas por otros geólogos, se deslizan lentamente de la misma manera que lo hace Cascadia.
“Pero hay zonas de subducción que no tienen estos eventos de deslizamiento lento, por lo que no tenemos medidas directas de cómo se mueve la parte más profunda de la placa de subducción”, dijo Furlong. “En Sumatra, la zona sísmica menos profunda, como se esperaba, se mueve en la dirección del movimiento de la placa, pero aunque no hay eventos de deslizamiento lento, el movimiento más profundo de la placa todavía parece estar controlado principalmente por la gravedad”.
Los terremotos de deslizamiento lento ocurren a una profundidad más profunda que los terremotos que causan daños importantes y eventos que hacen temblar la tierra, y los investigadores han analizado cómo este deslizamiento profundo puede afectar el tiempo y el comportamiento de los grandes terremotos de gran impacto.
“Los terremotos de deslizamiento lento se rompen durante varias semanas, por lo que no son solo un evento”, dijo McKenzie. “Es como un enjambre de eventos”.
Según los investigadores, en el sur de Cascadia, el movimiento general de la placa es de aproximadamente una pulgada de movimiento por año y en el norte de la isla de Vancouver, es de aproximadamente 1.5 pulgadas.
“No sabemos cuánto de esos 30 milímetros (1 pulgada) por año se acumulan para ser liberados en el próximo gran terremoto o si algún movimiento es absorbido por algún proceso no observable”, dijo McKenzie. “Estos eventos de deslizamiento lento emiten señales que podemos ver. Podemos observar los eventos de deslizamiento lento yendo de este a oeste y no en la dirección del movimiento de la placa “.
Los eventos de deslizamiento lento en Cascadia ocurren cada uno o dos años, pero los geólogos se preguntan si uno de ellos será el que desencadenará el próximo terremoto de mega-empuje.
Los investigadores miden el movimiento de la superficie utilizando estaciones GPS permanentes de alta resolución en la superficie. El resultado es un patrón escalonado de carga y deslizamiento durante eventos de deslizamiento lento. Los eventos son visibles en la superficie a pesar de que los geólogos saben que están a unas 22 millas debajo de la superficie. Informan sus resultados en Geoquímica, Geofísica, Geosistemas.
“La razón por la que no sabemos mucho sobre los terremotos de deslizamiento lento es que solo se descubrieron hace unos 20 años”, dijo Furlong. “Nos llevó cinco años averiguar qué eran y luego necesitábamos un GPS lo suficientemente preciso para medir realmente el movimiento en la superficie de la Tierra. Luego tuvimos que usar el modelado para convertir el deslizamiento en la superficie en el deslizamiento debajo de la superficie en el límite de la placa, que es más grande “.
Los investigadores creen que la comprensión de los efectos de los terremotos de deslizamiento lento en la región a estas profundidades más profundas les permitirá comprender qué podría desencadenar el próximo terremoto de megafonía en el área. Los ingenieros quieren saber qué tan fuerte será el temblor en un terremoto, pero también quieren saber en qué dirección estarán las fuerzas. Si la diferencia en la dirección de los eventos de deslizamiento lento indica un cambio potencial en el comportamiento en un evento grande, esa información sería útil en la planificación.
“Más fundamentalmente, no sabemos qué desencadena el gran terremoto en esta situación”, dijo McKenzie. “Cada vez que agregamos nuevos datos sobre la física del problema, se convierte en un componente importante. En el pasado, todos pensaban que los eventos eran unidireccionales, pero pueden ser diferentes en 40 o 50 grados “.
Si bien los eventos lentos en Cascadia están arrojando luz sobre posibles mega terremotos en el área y los tsunamis que pueden desencadenar, Furlong cree que otras zonas de subducción también pueden tener patrones similares.
“Yo diría que (las diferencias en la dirección del movimiento) está sucediendo en Alaska, Chile, Sumatra”, dijo Furlong. “Es sólo en unos pocos que vemos la evidencia de ello, pero puede ser un proceso universal que se ha pasado por alto. Cascadia lo exhibe debido a los eventos de deslizamiento lento, pero puede ser fundamental para las zonas de subducción “.
Referencia: “Carga bidireccional de la interfaz de subducción: evidencia de la cinemática de eventos de deslizamiento lento” por KA McKenzie, KP Furlong y MW Herman, 4 de septiembre de 2020, Geoquímica, Geofísica, Geosistemas.
DOI: 10.1029 / 2020GC008918
También trabajó en este proyecto Matthew W. Herman, profesor asistente de geología, Universidad Estatal de California, Bakersfield.
La National Science Foundation apoyó este trabajo.
