El agua que se encuentra muy por debajo de la superficie de la Tierra desencadena terremotos y tsunamis al bajar el punto de fusión de las rocas a lo largo de las fallas, revela un nuevo estudio.
Científicos del Reino Unido dicen haber encontrado una correlación entre los datos de liberación de agua y los niveles de actividad sísmica a lo largo del borde de la placa tectónica caribeñoamericana.
Este proceso ocurre en las zonas de subducción, donde las placas tectónicas de la Tierra convergen y una placa se hunde debajo de otra.
Estas zonas, que han sido descritas como las «mayores escenas de choque en la Tierra», pasan grandes volúmenes de agua hacia adentro y hacia afuera, principalmente a través de las erupciones volcánicas.
El equipo de investigación dice que han proporcionado la primera evidencia concluyente que vincula directamente el ciclo de agua de la Tierra profunda con la producción de magma y la actividad sísmica.
A medida que las placas viajan desde el lugar en que se forman en las dorsales oceánicas hasta las zonas de subducción, el agua de mar entra en las rocas a través de grietas, fallas y uniéndose a los minerales», dijo el Dr. George Cooper de la Escuela de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Bristol.
«Al llegar a una zona de subducción, la placa de hundimiento se calienta y se aprieta, resultando en la liberación gradual de parte o toda su agua.
A medida que el agua se libera, disminuye el punto de fusión de las rocas circundantes y genera magma.
Este magma es flotante y se mueve hacia arriba, lo que finalmente lleva a erupciones en el arco volcánico superpuesto.
Estas erupciones son potencialmente explosivas debido a los químicos volátiles disueltos en el magma, dijo.
El mismo proceso puede desencadenar terremotos y puede afectar a propiedades clave como su magnitud y si desencadenan o no tsunamis.
El agua (H2O) y otros productos químicos volátiles – los que se convierten fácilmente en vapor, como el dióxido de carbono y el azufre – son ciclados a través de las profundidades de la Tierra.
Estas sustancias químicas han desempeñado un papel clave en la evolución de nuestro planeta, incluyendo la formación de continentes, el inicio de la vida, la concentración de recursos minerales y la distribución de volcanes y terremotos.
Exactamente dónde y cómo se liberan los volátiles y cómo modifican la roca huésped sigue siendo un área de intensa investigación, según los investigadores, que forman un proyecto llamado Reciclaje de Volátiles en las Antillas Menores (VoiLA).
El proyecto reúne a geofísicos, geoquímicos y geodinamistas de universidades del Reino Unido, Francia y Alemania, así como del Museo de Historia Natural de Londres.
La mayoría de los estudios se han centrado en la subducción a lo largo del «Cinturón de Fuego del Pacífico», un cinturón sísmico en forma de herradura que se extiende por Nueva Zelanda, la costa este de Asia y la costa oeste de América.
Es a lo largo del Anillo de Fuego que el borde de una placa tectónica en particular, llamada Placa del Pacífico, se encuentra con otras placas tectónicas y causa temblores.
Alrededor del 90% de los terremotos del mundo y el 81% de los terremotos más grandes del mundo ocurren a lo largo del Anillo de Fuego, según el Servicio Geológico de los Estados Unidos.
Sin embargo, esta nueva investigación se centró en la placa del Atlántico, y más concretamente en el arco volcánico de las Antillas Menores, situado en el borde oriental del Mar Caribe.
Es parte de una zona de subducción donde la corteza de la Placa Sudamericana está siendo subducida bajo la Placa del Caribe.
«Esta es una de las dos únicas zonas que actualmente subducen las placas formadas por una lenta difusión», dijo el profesor Saskia Goes del Imperial College de Londres.
«Esperamos que esta se hidrate más penetrantemente y heterogéneamente que la placa del Pacífico de rápida expansión, y que las expresiones de liberación de agua sean más pronunciadas».
Los científicos recogieron datos durante el curso de dos cruceros marinos en el RRS James Cook, el buque de investigación de 300 pies de largo operado por el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural.
Los datos se recopilaron a partir de despliegues temporales de estaciones sísmicas que registraron terremotos bajo las islas, trabajo de campo geológico, análisis químicos y minerales de muestras de rocas y modelos numéricos.
Para rastrear la influencia del agua a lo largo de la longitud de la zona de subducción, los científicos estudiaron composiciones de boro e isótopos de inclusiones de fundido – minúsculos bolsillos de magma atrapados dentro de cristales volcánicos.
Estas «huellas» de boro revelaron que la serpentina mineral rica en agua, contenida en la placa de hundimiento, es un proveedor dominante de agua en la región central del arco de las Antillas Menores.
«Estudiando estas mediciones a escala micrónica es posible entender mejor los procesos a gran escala», dijo el coautor, el profesor Colin Macpherson de la Universidad de Durham.
Los datos proporcionaron ‘la indicación más clara hasta la fecha’ de que la estructura y la cantidad de agua de la placa de hundimiento están conectadas a los peligros sísmicos del arco volcánico de las Antillas Menores.
La parte más húmeda de la placa descendente – la placa que se mueve debajo de la otra en el proceso de subducción – tenía grandes grietas, o zonas de fractura.
«Al hacer un modelo numérico de la historia de la subducción de la zona de fractura debajo de las islas, encontramos un vínculo directo con las ubicaciones de las tasas más altas de pequeños terremotos y las bajas velocidades de las ondas de cizallamiento – que indican los fluidos – en el subsuelo», dijo el Profesor Goes.
La historia de la subducción de las zonas de fractura ricas en agua también puede explicar por qué las islas centrales del arco son las más grandes y por qué, a lo largo de la historia geológica, han producido la mayor cantidad de magma.
Nuestro estudio proporciona pruebas concluyentes que relacionan directamente las partes de entrada y salida de agua del ciclo y sus expresiones en términos de productividad magmática y actividad sísmica», dijo el Dr. Cooper.
«Esto puede alentar a los estudios en otras zonas de subducción para encontrar tales estructuras de fallas que soportan agua en la placa de subducción para ayudar a entender los patrones en los peligros volcánicos y sísmicos.
Los investigadores ahora quieren aprender más sobre cómo un patrón de liberación de agua podría actuar como un «sistema de alerta» para terremotos más grandes y posibles tsunamis.
El estudio ha sido publicado en Nature.
(Imagen de portada mesemar.com)