Esta imagen revela grietas en la lawsonita, que se rompe a alta temperatura y presión
Esta imagen revela grietas en la lawsonita, que se rompe a alta temperatura y presión - Hirth Lab / Brown University

¿Por qué se producen los terremotos profundos?

La presencia del mineral lawsonita en las zonas de subducción explica que la corteza se rompa

MADRIDActualizado:

En la mayoría de terremotos, la corteza terrestre se rompe como si fuera porcelana. Se acumulan las tensiones hasta que se desarrolla una fractura a una profundidad de algunos kilómetros y el desplazamiento las libera. Sin embargo, algunos terremotos tienen lugar donde la tierra no puede fracturarse. Se producen a centenares de kilómetros, en el interior del manto, cuando a esas profundidades no existen las temperaturas ni las presiones para que la corteza se rompa. ¿Por qué entonces hay terremotos a tales profundidades?

Esta cuestión ha sido un misterio para los geólogos. A pesar de que los seísmos que se producen a mayores profundidades son menos destructivos que los que ocurren más cerca de la superficie -como el devastador terremoto que afectó a Japón en 2011 desencadenando el desastre nuclear de Fukushima- comprender cómo se producen estos terremotos podría aportar pistas en la investigación, que tiene como fin último llegar algún día a predecir este tipo de fenómenos.

Ahora, geólogos de la Universidad de Brown creen haber dado con la llave que desencadena ciertos terremotos que se producen muy por debajo de la superficie de la Tierra en las zonas de subducción, las de mayor actividad sísmica, donde una placa tectónica se desliza por debajo de otra. Según cuentan en la revista «Nature», los terremotos de profundidad intermedia -entre 70 y 300 kilómetros- tienden a ser menos perjudiciales pero pueden sacudir y agrietar edificios en la superficie. Y la respuesta a por qué se producen podría estar en un mineral llamado lawsonita, según apuntan los investigadores.

«Las presiones son tan altas a esa profundidad que se inhibe el proceso normal de fricción y deslizamiento asociado a terremotos», explica Greg Hirth, profesor en el departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Brown, en Rhode Island (Estados Unidos). «Las fuerzas necesarias para provocar el deslizamiento simplemente no están ahí», abunda Hirth.

Experimentos de laboratorio

Pero lo que sí está es un mineral llamado lawsonita. A través de una serie de experimentos de laboratorio -sometiendo el mineral a altas temperaturas y aumentando la presión- Hirth y el investigador postdoctoral Keishi Okazaki han demostrado que a medida que el mineral se deshidrata, la lawsonita se convierte en propensa a sufrir la clase de rotura frágil necesaria para desencadenar un terremoto. Los investigadores sometieron a las mismas condiciones a otro mineral, la antigorita, del que «desde hace 50 años se ha asumido, aunque sin evidencia de ello, que estaba relacionado con estos seísmos», explica el profesor Hirth. Y vieron que los cambios en la antigorita son más graduales, deformándose en vez de rompiéndose, con lo que se demuestra que este mineral no juega un papel en estos seísmos.

Además, la presencia de la lawsonita ayuda a explicar por qué esos temblores son comunes en algunas zonas de subducción y no en otras. Para que la lawsonita se forme se necesitan altas presiones y bajas temperaturas, por eso la encontramos en las llamadas zonas de subducción “frías”, donde la corteza de subducción es más antigua y por tanto tiene una temperatura menor. Una de esas zonas frías se encuentra en el noroeste de Japón. En cambio, las condiciones en las zonas de subducción “calientes”, como la falla submarina de Cascadia frente a la costa del estado de Washington, no son propicias para la formación de lawsonita. “En las zonas calientes se dan muy pocos terremotos en la corteza de subducción porque no hay lawsonita -explica Okazaki-, justo lo contrario que en las zonas frías”.

Aunque estos seísmos profundos no sean los terremotos más devastadores, el profesor Hirth considera que esta investigación podría ayudar a los científicos a entender mejor por qué ocurren los terremotos en diferentes lugares y en diferentes condiciones. «Tratar de poner en el contexto todos los terremotos y entender cómo funcionan estos procesos puede ser importante no solo para comprender este tipo de seísmos más raros, sino todos los terremotos». «En realidad -concluye- no entendemos mucho del ciclo sísmico. Poder predecir los terremotos es el objetivo final, pero todavía estamos en la fase de discernir cuál es la receta para que ocurran diferentes tipos de seísmos. Esta parece ser una de esas recetas».