Los investigadores han sabido durante décadas que los terremotos profundos, los de más de 60 kilómetros, o unas 37 millas por debajo de la superficie de la Tierra:irradian energía sísmica de manera diferente a las que se originan más cerca de la superficie. Pero ha faltado un enfoque sistemático para comprender por qué.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Houston ha informado de una forma de analizar los patrones de radiación de ondas sísmicas en terremotos profundos para sugerir que los terremotos profundos globales están en rocas anisotrópicas. algo que no se había hecho anteriormente. La anisotropía de la roca se refiere a las diferencias en las velocidades de propagación de las ondas sísmicas cuando se miden en diferentes direcciones.

Sus hallazgos fueron publicados el lunes, 30 de julio por la revista Naturaleza Geociencia .

La mayoría de los terremotos ocurren a poca profundidad, según el Servicio Geológico de EE. UU., y generalmente causan más daños que los terremotos más profundos. Pero todavía hay preguntas sustanciales sobre las causas de los terremotos profundos.

Las rocas normales son dúctiles, o flexible, a estas grandes profundidades debido a la alta temperatura y, por lo tanto, no pueden romperse de manera abrupta para producir terremotos profundos, que ocurren debajo de las zonas de subducción donde dos placas tectónicas chocan en las fosas oceánicas. La placa que se empuja hacia abajo se denomina placa de subducción. El hecho de que los terremotos profundos ocurran solo en estas losas sugiere que está ocurriendo algún proceso inusual dentro de la losa.

Yingcai Zheng, profesor asistente de imagen sísmica en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas de la UH y autor correspondiente del artículo, dijeron que los sismólogos han tratado de comprender los terremotos profundos desde que se descubrió el fenómeno en 1926. Las hipótesis incluyen el efecto de los fluidos, calentamiento térmico descontrolado o cambio de fase sólida debido al colapso repentino de la estructura del cristal mineral.

Además de Zheng, Los investigadores involucrados en el trabajo incluyen al primer autor Jiaxuan Li, un doctorado candidato en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas; Leon Thomsen, profesor investigador de geofísica; Thomas J. Lapen, profesor de geología; y Xinding Fang, profesor adjunto en la UH y, al mismo tiempo, profesor asociado en la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur de China.

"Durante los últimos 50 años, Existe una creciente evidencia de que una gran proporción de terremotos profundos no siguen el patrón de radiación de doble par visto en la mayoría de los terremotos superficiales, ", Dijo Zheng." Nos propusimos ver por qué sucede eso ". El patrón de doble par es causado por una ruptura por cizallamiento de una falla preexistente.

La obra, financiado por la National Science Foundation, examinó las posibles razones de los diferentes patrones de radiación; Zheng dijo que las teorías anteriores sugieren que los terremotos profundos se derivan de un mecanismo de ruptura diferente y posiblemente de procesos físicos y químicos diferentes a los que provocan terremotos superficiales.

Pero después de estudiar los patrones de radiación de 1, 057 terremotos profundos en seis zonas de subducción en todo el mundo, los investigadores determinaron otra explicación. Descubrieron que la estructura de roca circundante que encierra el terremoto profundo altera la radiación sísmica en un patrón de no doble pareja. "Tanto los patrones comunes de radiación de doble par como los patrones poco comunes de terremotos profundos pueden explicarse simultáneamente por la ruptura por cizallamiento en una tela de roca laminada, "Dijo Li.

Antes de que la placa de subducción entre en la zanja, puede absorber agua de mar para formar minerales anisotrópicos hidratados. A medida que la losa desciende en el manto de la Tierra, el agua puede ser expulsada debido a las condiciones de alta presión y alta temperatura, un proceso conocido como deshidratación. La deshidratación y el fuerte cizallamiento a lo largo de la interfaz de la losa pueden hacer que la roca se vuelva quebradiza y provocar la ruptura en terremotos de profundidad intermedia. definidos como aquellos entre 60 kilómetros y 300 kilómetros de profundidad (37 millas a 186 millas).

"Encontramos a estas profundidades que la estructura de la roca anisotrópica siempre es paralela a la superficie de la losa, aunque la losa puede cambiar mucho de dirección de un lugar a otro, "Dijo Li.

La anisotropía también se encuentra en rocas a profundidades aún mayores, lo que sugiere que materiales como magnesita o bolsas de fusión de carbonatita alineadas pueden estar involucradas en la generación de rupturas profundas, dijeron los investigadores. Debido a que la anisotropía inferida es alta, alrededor del 25 por ciento, el mecanismo de cambio de fase sólida metaestable que se cree ampliamente no es capaz de proporcionar la anisotropía necesaria inferida por los investigadores.