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Reportaje: El límite de placa más delgado del planeta

lunes, 20 enero, 2014

Una compleja campaña de perforación a bordo del buque Chikyu ha revelado las causas del devastador tsunami que asoló la costa de Japón en marzo de 2011

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Vista aérea del buque japonés Chikyu

El 11 de marzo de 2011, a las 14:46 hora local, tuvo lugar el quinto terremoto más potente de los registrados en el mundo hasta la fecha. Un seísmo de 9,0 grados en la escala sismológica de magnitud de momento (MW). Su epicentro se localizó a 130 km de la costa y vino precedido de un tsunami que generó olas de más de 40 metros. Las consecuencias fueron trágicas. 15.884 personas perdieron la vida y los daños materiales fueron incalculables. Según datos de la Agencia Policial Nacional, 126.631 construcciones fueron destruidas y 272.653 dañadas. Se generaron en total unas 25 millones de toneladas de escombros.

Pero incluso sus efectos se sintieron a nivel planetario. Horas después del terremoto, el volcán Karangetang en las Islas Celebes (Indonesia) entró en erupción. La NASA, con ayuda de imágenes satelitales, pudo comprobar que el movimiento telúrico desplazó la isla principal de Japón –la isla de Honshu- aproximadamente 2,4 metros al este, alteró el eje terrestre en aproximadamente 10 centímetros y acortó la duración de los días en 1,8 microsegundos.

El origen de este brutal terremoto tuvo que ver con uno de los límites de placa más activos del planeta, donde la placa del Pacífico subduce bajo la placa Norteamericana y da lugar a la fosa de Japón.

Tras la tragedia, Japón demostró al mundo su coraje y su capacidad para reponerse y superarse. Su respuesta fue extraordinaria en todos los aspectos: la atención a las víctimas, la reconstrucción de infraestructuras, la contención de las roturas de las centrales nucleares,… Y en cuanto a la investigación científica de las causas del seísmo no fue menos.
Los científicos de la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), en el marco del proyecto International Ocean Discovery Program (IODP), comenzaron tras el seísmo a planificar una campaña oceanográfica en la que tratarían de perforar el límite de placas que originó el seísmo y de esta forma obtener muestras de roca e instalar instrumentos que monitorizasen la temperatura en la falla para intentar predecir nuevos movimientos. Fueron meses de intenso trabajo y por fin en abril de 2012 comenzaría la misión. Durante tres meses, en un tiempo récord, un equipo internacional de científicos a bordo del buque japonés Chikyu, perforó 854.81 metros de corteza bajo 6897.5 metros de agua, logrando muestrear la falla que generó el terremoto. El equipo, compuesto por 28 científicos de 10 países, perforó tres agujeros que han arrojado luz sobre las causas del dramático desplazamiento de placas que generó el tsunami.

La campaña fue un éxito y sus resultados han dado lugar recientemente a tres publicaciones en la prestigiosa revista Science. El primero de los artículos analiza la mecánica de la zona de subducción: sus propiedades friccionales, su estructura y composición. En este trabajo, los científicos observaron que la zona donde se localizó el terremoto presentaba una única falla dividiendo las placas. Pero la mayor sorpresa para los científicos fue descubrir que la falla tenía un espesor de menos de cinco metros, lo que convierte a este límite de placa en el más fino del planeta. Una distancia muy pequeña comparada con la falla de San Andrés, en California, que tiene un ancho de varios kilómetros. Los científicos descubrieron también que la falla se encontraba rellena de unos depósitos de arcilla muy fino. “Son los depósitos de arcilla más fina que puedas imaginar”, explica Christie Rowe, investigadora de McGill’s y uno de los participantes de la expedición. “Si los frotas entre los dedos parece que fuese lubricante”, añade.

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Los científicos observan la capa de arcillas que lubrica las placas tectónicas que generaron el tsunami. Foto: JAMSTEC / IODP

Los científicos sugieren en su trabajo que estas arcillas podrían ser las responsables del enorme desplazamiento que dio lugar al tsunami. Además alertan en el artículo que estos depósitos inusualmente finos aparecen en otras zonas de subducción en el noroeste del Pacífico -desde la península de Kamchatka en Rusia hasta las islas Aleutianas-, y podrían producirse nuevos terremotos y tsunamis de una magnitud similar.

Antes de 2011, el mayor desplazamiento entre placas registrado a lo largo de una falla fue en 1960, en la costa de Chile, donde un terremoto provocó un movimiento de unos 20 metros. Sin embargo, en el terremoto de Tohoku los científicos han calculado que las placas debieron desplazarse entre 30 y 50 metros, lo que supera por mucho el anterior registro. El segundo de los artículos publicados por Science trata de dar explicación a este extraordinario movimiento y para ello los científicos llevaron a cabo experimentos de laboratorio para comprobar la fricción de las muestras obtenidas a una velocidad de 1.3 metros por segundo. Los resultados mostraron un coeficiente muy bajo, que atribuyeron a la presencia de los depósitos de arcillas y a la presurización termal.

El tercero de los trabajos que publica Science, analiza los registros de temperatura llevados a cabo por el observatorio instado en uno de los agujeros de la perforación. La fricción entre las placas genera un aumento de la temperatura. Por tanto, su registro permite estimar el nivel de fricción. El observatorio se instalo 16 meses después del terremoto y estuvo operativo durante 9 meses. En este tiempo se registro un anomalía térmica de 0.31ºC, lo que corresponde a 27 megajulios por metro cuadrado de energía disipada por el terremoto y un coeficiente estimado de fricción de 0.08, un valor considerablemente menor que el de la mayoría de rocas, lo que confirmaría la influencia de las arcillas en el enorme desplazamiento que causó el tsunami.

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Momento en el que se instala el instrumento que monitorizará la temperatura de la falla. Foto: JAMSTEC / IODP

Realizar estos estudios requiere una tecnología impensable hace unos años. Los científicos contaron para ello con el mayor buque perforador dentro del mundo académico. Una tecnología que permitió perforar más de 800 metros de suelo oceánico en una zona donde la profundidad del océano era de 6900 metros. Jamás se había perforado tanto en una zona tan profunda. El trabajo fue descomunal y se llevó a cabo en un tiempo récord gracias a la dedicación del equipo científico y técnico. Un ejemplo de la magnitud y la complejidad de los trabajos a bordo son las seis horas que se tardaban desde que se recuperaba una muestra del fondo hasta que llega al barco.

Tras esta compleja misión y el análisis de los resultados, hoy la sociedad está un poco mejor preparada para afrontar la enorme amenaza presente en la costa noroeste del Pacífico. Una amenaza de consecuencias devastadoras y orígenes desconocidos. La estrecha unión de dos placas bajo kilómetros de agua y roca.

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img-responsive center-block Pablo

Me llamo Pablo, soy oceanógrafo y periodista, y he creado Ciencia en Remojo para compartir mis trabajos –científicos y divulgativos- e informar sobre actualidad en ciencias del mar.

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