HIPÓTESIS SOBRE EL ORIGEN DE LOS TERREMOTOS PROFUNDOS
Artículo de investigación publicado en AGU Advances (Advancing Earth and Space Science), por los autores: Steven B. Shirey, Lara S. Wagner, Michael J. Walter, D. Graham Pearson y Peter E. van Keken. 26 de mayo de 2021.
Posteriormente recogido por Carnegie Science el mismo día. Y visto en cienciaplus, de Europapress, el mismo 26 de mayo.
La Sismología es la ciencia geofísica que estudia todo lo que tiene que ver con los terremotos o seismos.
Estas vibraciones están provocadas generalmente por los movimientos del terreno que se producen en las fracturas llamadas fallas, que al deslizarse un bloque de la Litosfera terrestre respecto a otro, se produce una fricción que da lugar a la liberación de energía vibratoria.
Dichas fracturas o fallas suelen producirse en la capa superior de nuestro planeta, la Litosfera, ya que sobre las distintas placas litosféricas en las que está dividida, actúan fuerzas horizontales importantes, que producen una gran acumulación de esfuerzos o de tensiones.
Como los materiales litosféricos se comportan de manera rígida, a lo largo del tiempo geológico, esas tensiones van a provocar la rotura de las rocas, liberando la energía acumulada durante miles o millones de años en forma de vibraciones que provocan los terremotos.
Las zonas del interior de la Litosfera de nuestro planeta donde se localizan los principales focos sísmicos o hipocentros coinciden de manera generalizada con los bordes de las placas tectónicas o zonas cercanas, como se puede observar en el siguiente enlace de la página de Seismic Monitor:
También podemos visitar la página del I.G.N. (Instituto Geográfico Nacional), en el apartado de Información Sísmica.
En el artículo que nos ocupa, los autores de la investigación que proporcionamos al principio de la página, se han encargado de demostrar que existe producción de terremotos a profundidades mayores a las del espesor de la Litosfera, terremotos que se producen en el Manto superior y hasta los 700 km de profundidad.
Pero antes vamos a repasar el modelo geofísico o dinámico del interior terrestre:
Imagen donde se pueden observar los dos modelos del interior terrestre. Nos vamos a fijar en la parte de la derecha, donde están algunas características del modelo geofísico o dinámico. Como vemos la Litosfera es una capa donde los materiales se comportan de manera frágil, se rompen ante los esfuerzos, de ahí que esté fragmentada en placas. Sin embargo en la capa de la Astenosfera o Manto superior, que llega hasta casi los 700 km de profundidad, donde se sitúa la Discontinuidad sísmica de Repetti, los materiales se comportan de manera dúctil, su deformación puede ser plástica, no se rompen fácilmente. Pero en la investigación parece ser que hay zonas en las cuales pueden existir roturas que provocan los terremotos a esas profundidades.
En 1949 Hugo Benioff indujo la teoría de la existencia de focos sísmicos o hipocentros que se localizaban definiendo un plano inclinado bajo las zonas de subducción, dibujando dicho plano inclinado que marca la placa que subduce. En la misma época Kiyoo Wadati descubrió el mismo fenómeno en otras zonas de subducción. Por lo que al fenómeno se le concedió el nombre de Plano de Benioff-Wadati.
Ambos estudiaron los terremotos que se producen desde la zonas más cercanas a la superficie (que son los más abundantes) hasta los aproximadamente 700 km de profundidad, basándose en datos sísmicos, de temperatura y de estructura de minerales. También argumentaban que las placas jóvenes que subducen penetran menos hacia el interior, sin embargo las más antiguas, al ser más densas y frías tienen mayor penetración en profundidad.
Los autores de la investigación de Carnegie que nos ocupa, añaden más datos a la cuestión de los terremotos profundos en la publicación de AGU Advances.
Relacionan la influencia que tienen los fluidos en el fenómeno que produce los terremotos a profundidades de entre 300 y 700 km.
Wagner, una de las autoras del estudio dice: "El gran problema al que se han enfrentado los sismólogos es que cómo es posible que tengamos estos terremotos de foco profundo. Cuando se desciende decenas de kilómetros las altas presiones no dejan que los materiales se deslicen fácilmente y es difícil que se formen fracturas a partir de las cuales se muevan los bloques de materiales"
Parece que el agua y los carbonatos fundidos, son factores importantes que influyen en estos fenómenos. Pero cómo llega el agua y esos carbonatos a esas profundidades es otro tema a resolver. Hipotetizan que este agua y otros fluidos se liberan de los minerales, debilitando la roca y facilitando los deslizamientos.
Según Wagner y Shirey, en estos fluidos se desarrollan unos minerales que se forman a grandes profundidades como son los diamantes. Y, a la vez, estos cristales dan información sobre los fluidos a partir de los cuales se formaron.
Pero no acaba con la utilización de los diamantes encontrados y que se formaron a dichas profundidades, ya que el estudio continua con la utilización de las inclusiones encontradas en dichos cristales, que son trozos de otros minerales pertenecientes a las rocas circundantes y/o a los fluidos influyentes. Se convierten así, en unas joyas importantes desde el punto de vista de averiguación de las características del interior terrestre.
En la siguiente imagen podemos observar un diamante con inclusiones, esos puntitos negros que se pueden ver en el interior del mismo.
Blue boron-bearing diamond, with dark inclusions of a mineral called ferropericlase that were examined as part of this study. This gem weighs 0.03 carats. Photo by Evan M. Smith. GIA (Gemological Institute of America)
Wagner dijo: "La comunidad sismológica se había alejado de la idea de que podía haber agua a esas profundidades. Pero los minerólogos que estudian los diamantes nos muestran ejemplares que dicen 'No, no, no. Definitivamente hay agua allí'. Así que nos reunimos para descubrir cómo llegó".
Para demostrar la hipótesis de trabajo, Wagner y Van Keken desarrollaron modelos computerizados para simular las temperaturas de las placas litosféricas oceánicas que llegan hasta esas profundidades. Demostraron que las placas de rocas más antiguas y frías pueden llegar a retener el agua en sus minerales. A la vez, comprobaron que los minerales pueden contener cantidades de agua aunque se encuentren en condiciones de muy alta temperatura y muy alta presión.
Por último, relacionaron los terremotos profundos registrados en esas zonas y a tales profundidades, con las placas litosféricas introducidas a mayor profundidad en las zonas de subducción, que son las que se corresponden con los datos acumulados del estudio de los diamantes.
Para una información más completa: Artículo de investigación publicado en AGU Advances (Advancing Earth and Space Science), por los autores: Steven B. Shirey, Lara S. Wagner, Michael J. Walter, D. Graham Pearson y Peter E. van Keken. 26 de mayo de 2021.