Frente a la costa del noroeste del Pacífico, a varios kilómetros bajo la superficie del océano, hay una placa tectónica que está muriendo. La placa de Juan de Fuca lleva millones de años hundiéndose lentamente bajo el continente norteamericano en lo que los geólogos llaman una zona de subducción: el proceso por el cual la corteza oceánica se sumerge bajo la continental. Que esto ocurra se sabía. Lo que nadie había visto con claridad era cómo ocurre el momento final, el proceso de fragmentación que precede al colapso definitivo.
Investigadores de la Universidad Estatal de Louisiana y del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia publicaron en Science Advances los resultados de un experimento de imágenes sísmicas que proporciona, por primera vez, una imagen directa de una zona de subducción en el acto de desintegrarse. Y lo que vieron fue más complejo de lo esperado: no una fractura única sino un sistema de roturas que se propagan pieza por pieza, como un tren que descarrila en cámara lenta.
La zona de subducción Cascadia
La zona de subducción Cascadia abarca la región costera desde el norte de California hasta la Columbia Británica. Es una de las zonas sísmicas más vigiladas del mundo por una razón concreta: el registro geológico indica que ha producido terremotos de magnitud 9 o superior y tsunamis que han afectado toda la cuenca del Pacífico Norte. El último gran terremoto Cascadia ocurrió en 1700. Los modelos actuales indican que hay probabilidad significativa de otro en los próximos siglos.
La placa de Juan de Fuca es la pieza oceánica que se hunde bajo Norteamérica en esta zona. A diferencia de la mayoría de las placas, es relativamente pequeña y está en una fase avanzada de su ciclo de vida. Mientras la mayoría de las zonas de subducción del planeta están en plena actividad, Juan de Fuca está completando el proceso: la corteza oceánica se agota, el empuje disminuye, y eventualmente la subducción se detendrá.
El experimento CASIE21
Los datos del estudio provienen del experimento CASIE21 —Cascadia Seismic Imaging Experiment 2021— realizado a bordo del buque de investigación Marcus G. Langseth. El equipo utilizó una técnica llamada sísmica de reflexión, que funciona de manera análoga a un ultrasonido del interior terrestre: se envían ondas sonoras hacia el fondo marino y se capturan los ecos con un arreglo de sensores de quince kilómetros de longitud arrastrado detrás del barco.
La resolución resultante es significativamente mayor que la de estudios anteriores sobre la misma región. Lo que antes aparecía como una zona de transición difusa entre la placa y el manto emergió con una estructura interna detallada.
Brandon Shuck, investigador de Louisiana State University y autor principal del trabajo, describió lo que encontraron con una analogía que captura bien la mecánica: "Iniciar una zona de subducción es como intentar empujar un tren cuesta arriba. Pero una vez que está en movimiento, es como si el tren bajara a toda velocidad por una pendiente, imposible de detener."
El tren en cuestión está ahora descarrilando, y el experimento capturó el proceso en detalle.
Lo que las imágenes revelan
Los datos sísmicos mostraron que la placa de Juan de Fuca no está simplemente hundiéndose de manera uniforme. En la región frente a Vancouver Island, la placa está fragmentándose activamente. El equipo identificó desgarres que la cortan verticalmente, y una falla principal en la que la placa ha descendido aproximadamente cinco kilómetros respecto a la sección adyacente. Un desgarre de 75 kilómetros de longitud atraviesa la placa con algunas secciones aún sísmicamente activas y otras en silencio.
La imagen que emerge no es la de una placa que colapsa de golpe sino la de un material que se rompe progresivamente en segmentos mientras continúa hundiéndose. Shuck lo formuló con precisión técnica y cierta economía de palabras: "Esta es la primera vez que tenemos una imagen clara de una zona de subducción en el acto de morir. En lugar de cerrarse de golpe, la placa se está rompiendo pedazo por pedazo."
Suzanne Carbotte, geofísica del Observatorio Lamont-Doherty y co-autora del trabajo, señaló la implicación más amplia del hallazgo: "Estos nuevos resultados nos ayudan a entender mejor el ciclo de vida de las placas tectónicas."
Por qué la fragmentación cambia los modelos de riesgo sísmico
La imagen que los geólogos tenían de la zona de subducción Cascadia era la de una placa razonablemente coherente hundiéndose bajo el continente. Esa coherencia tiene implicaciones para los modelos de terremoto: una placa uniforme tiende a acumular y liberar tensión de manera diferente a una placa que ya está rota en secciones.
Si la placa está fragmentada en segmentos con comportamientos sísmicos distintos —algunos activos, algunos silenciosos— eso modifica la forma en que los investigadores deberían modelar la acumulación de tensión en la interfaz entre la placa oceánica y la continental. Una ruptura futura podría propagarse de manera diferente a lo que los modelos actuales predicen.
El equipo no afirma que el riesgo sísmico haya aumentado o disminuido. Lo que afirma es que el conocimiento previo era incompleto y que los nuevos datos deben incorporarse a los modelos de peligro. En una región que incluye Seattle, Portland y Vancouver —con una población combinada de varios millones de personas en una de las zonas sísmicamente activas más vigiladas del hemisferio norte— esa actualización no es académica.
El ciclo de vida de las placas tectónicas
La subducción es uno de los motores fundamentales de la geología terrestre. Las placas oceánicas se forman en las dorsales oceánicas, donde el magma emerge del manto y solidifica, y terminan hundiéndose bajo las placas continentales décadas o siglos de millones de años después. La materia vuelve al manto, se recicla, y eventualmente reaparece.
La placa de Juan de Fuca es notable por ser una de las pocas zonas de subducción del planeta donde se puede estudiar el cierre del ciclo: no la formación ni el punto medio sino el final. La mayoría de las placas oceánicas o están en formación activa o están en plena subducción con placas intactas; pocas están tan avanzadas en la fragmentación como para proveer imágenes del proceso terminal.
El hallazgo de CASIE21 es una contribución a la comprensión de esa fase. La placa de Juan de Fuca, que lleva millones de años hundiéndose en silencio bajo el Pacífico Norte, resultó tener más por mostrar de lo que se esperaba.
Fuente original: Science Advances / ScienceDaily / Columbia Climate School
