Un terremoto de gran magnitud puede provocar cambios sorprendentes en el interior de la corteza terrestre. Un estudio realizado en Japón encontró evidencias de que, durante estos eventos, los materiales arcillosos atrapados entre las rocas de una falla geológica pueden llegar a comportarse casi como el agua. Este fenómeno reduciría drásticamente la resistencia al movimiento y permitiría que las rocas se deslicen distancias mucho mayores de lo habitual.
La investigación, liderada por el profesor Tetsuro Hirono, de la Universidad Metropolitana de Osaka, analizó antiguas formaciones rocosas de la península de Boso, en Japón. Los resultados, publicados en la revista Scientific Reports, podrían ayudar a explicar por qué algunos terremotos producen desplazamientos tan grandes del fondo marino que terminan desencadenando tsunamis.
¿Qué encontraron los científicos en las antiguas fallas geológicas?
El equipo examinó rocas que se formaron hace aproximadamente 15 millones de años en un antiguo entorno submarino. En el interior de una zona de falla identificaron capas onduladas, estructuras curvas y patrones similares a remolinos que suelen aparecer en materiales sometidos al movimiento de fluidos.
En la roca se aprecian como remolinos las huellas del flujo turbulento generado durante un terremoto. Foto: Universidad Metropolitana de OsakaLos investigadores describieron estas formaciones como estructuras similares a un flujo turbulento. Mediante análisis de dinámica de fluidos, determinaron que podrían ser la huella de un proceso conocido como presurización térmica, capaz de transformar temporalmente el comportamiento de los materiales dentro de una falla.
Este mecanismo comienza cuando las rocas se desplazan rápidamente durante un terremoto. La fricción entre sus superficies genera una gran cantidad de calor, que calienta el agua atrapada en los pequeños espacios de la roca. Al aumentar la presión de ese líquido, disminuye la resistencia que mantiene las superficies de la falla unidas.
Como resultado, los materiales arcillosos pueden perder gran parte de su resistencia y facilitar el deslizamiento de las rocas.
"Nuestro análisis sugiere que la viscosidad se aproximó a la del agua. Esto habría representado una reducción drástica. El estado fluidificado habría actuado como una forma de lubricación dinámica, provocando un debilitamiento considerable de la falla", explicó Hirono.
¿Cómo podría este fenómeno provocar tsunamis?
El debilitamiento de una falla permitiría que las rocas se desplacen distancias mucho mayores, incluso en zonas cercanas al fondo marino. Ese movimiento puede desplazar grandes volúmenes de agua y generar tsunamis.
Un ejemplo de las consecuencias de estos desplazamientos ocurrió en 2011, cuando un terremoto de magnitud 9,1 sacudió el este de Japón durante casi seis minutos y provocó un tsunami devastador. Sin embargo, el estudio no demuestra que la presurización térmica identificada en las rocas antiguas también ocurriera durante ese evento.
Los científicos esperan aplicar sus métodos al análisis de fallas actuales para calcular con mayor precisión cuánto podrían desplazarse durante un terremoto.
"Comprender el cambio de viscosidad durante los deslizamientos de fallas podría permitirnos reconocer con mayor precisión la magnitud de estos movimientos, lo que contribuiría a los esfuerzos de mitigación de tsunamis", concluyó Hirono.
De esta manera, las antiguas rocas japonesas podrían ofrecer pistas para comprender mejor algunos de los terremotos más destructivos y evaluar los riesgos que representan para las zonas costeras.
