Cuando una placa tectónica se sumerge debajo de otra, en las llamadas zonas de subducción en los márgenes del océano, se producen muchos terremotos fuertes. Especialmente los terremotos a poca profundidad a menudo causan tsunamis. ¿Cómo exactamente se inician tales terremotos? ¿Qué composición de roca favorece una ruptura enel interior de la tierra que puede conducir a tales desastres naturales? Los científicos del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación del Océano Kiel y la Universidad de Utrecht NL publicaron un estudio en la revista científica Geociencia de la naturaleza que apunta a la nucleación sísmica en sedimentos calcáreos.
Los efectos de los terremotos son a menudo severos y altamente visibles. Pueden destruir hogares, inducir fallas en las pendientes y provocar tsunamis. La causa principal de los terremotos son las tensiones que ocurren en el interior de la Tierra, cuando dos placas tectónicas se cruzan y se enclavan duranteeste proceso. Pero incluso el peor terremoto comienza con una primera grieta muy pequeña en la roca a partir de la cual se puede desarrollar una gran fractura. Hasta ahora se suponía que las grietas iniciales de los terremotos se producen principalmente en sedimentos ricos en arcilla. Los científicos del Centro GEOMAR Helmholtz paraOcean Research Kiel y la Universidad de Utrecht NL ahora pudieron demostrar que, bajo ciertas condiciones, los sedimentos calcáreos son los candidatos más probables para la primera rotura de un terremoto. El estudio se publica hoy en la revista internacional Geociencia de la naturaleza.
Para sus investigaciones, los científicos utilizaron muestras obtenidas durante dos expediciones en 2011 y 2012 con la embarcación estadounidense RESOLUCIÓN UNIDA A LA COSTA DE COSTA RICA. Allí, la placa Pacific Cocos se subduce debajo de la placa del Caribe. En el pasado esto ha conducido repetidamente aterremotos severos en esta región ". El objetivo del Proyecto de Sismogénesis de Costa Rica CRISP era obtener información sobre la estructura de la placa de subducción y anulación utilizando núcleos de perforación", Dr. Michael Stipp de GEOMAR, iniciador y segundo autor del presente documento.estudio de investigación, explica.
Durante la subducción, la Placa de Cocos transporta sus sedimentos suprayacentes hacia abajo, que se intercalan entre las placas. "En la costa de Costa Rica, la zona sismogénica que es la zona donde se generan los terremotos a lo largo del límite de la placa, comienza ya de forma excepcionalpoca profundidad de unos cinco a seis kilómetros. Esto es justo en estos sedimentos subducidos ", afirma Robert Kurzawski, estudiante de doctorado en GEOMAR y primer autor del estudio.
Sin embargo, los sedimentos generalmente muestran composiciones variables. En la costa de Costa Rica y en la mayoría de las zonas de subducción en el área tropical y subtropical se encuentran capas de sedimentos arcillosos y calcáreos. Debido a los núcleos de perforación obtenidos de la RESOLUCIÓN DE JOIDES, el científico podría investigarmuestras exactamente de estas capas de sedimentos. En el "Laboratorio de Mecánica de Rocas" de la Universidad de Utrecht llevaron las muestras a las condiciones que prevalecen en profundidad, donde ocurren terremotos poco profundos. "Estas condiciones incluyen un aumento de la presión, temperaturas de aproximadamente 100 grados centígrados yfinalmente movimientos de corte ", explica el Dr. Stipp.
Dado que los sedimentos de arcilla se consideran mecánicamente débiles, se supuso que las primeras grietas se formarían en estos cuando las tensiones del subsuelo son lo suficientemente grandes. En los experimentos, se hizo evidente que los sedimentos ricos en arcilla de Costa Rica en contraste conlos sedimentos calcáreos reaccionan menos sensibles a los cambios en el estrés, la temperatura y especialmente la presión de los poros. Sin embargo, los sedimentos calcáreos cambian significativamente sus propiedades de fricción durante el aumento de la temperatura y la presión de los poros ". Exactamente en las condiciones que se esperan para los terremotos poco profundos de las tizas.de repente se volvió inestable y más débil que el material arcilloso. Con estas propiedades, los sedimentos calcáreos forman el punto de ruptura predeterminado en la secuencia de la roca ", explica Robert Kurzawski.
Estos resultados son particularmente interesantes, porque los sedimentos calcáreos son típicos y están muy extendidos, especialmente en los océanos tropicales y subtropicales y, por lo tanto, ocurren en muchas zonas de subducción alrededor del Pacífico, pero también en el Caribe y el Mar Mediterráneo ". Por supuesto, todavía no sabemos todolos procesos que pueden desencadenar terremotos. Pero este estudio demostró que las propiedades de los materiales no se pueden extrapolar simplemente de las condiciones de la superficie a las de mayor profundidad. Por lo tanto, la perforación adicional, especialmente en el marco del Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos IODP, esse requiere aprender más sobre los procesos sísmicos en profundidad ", concluye Michael Stipp.
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Materiales proporcionado por Centro Helmholtz de Investigación del Océano Kiel GEOMAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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