A las 03:34 hora local del 27 de febrero de 2010, Chile fue golpeado por uno de los terremotos más poderosos en un siglo. El impacto desencadenó un tsunami, que devastó las comunidades costeras. Los eventos combinados mataron a más de 500 personas. Tan poderoso fue el temblor que, según una estimación de la NASA, cambió el eje de rotación de la Tierra en 8 cm completos.

Como casi todos los terremotos más poderosos, esto fue un gran terremoto. Estos ocurren en las zonas de subducción, lugares donde una placa tectónica es forzada debajo de otra. Si los platos se deslizan repentinamente, golpean, tienes un terremoto masivo. El terremoto de Chile de 2010 fue de una magnitud de 8,8:lo suficientemente fuerte como para levantar edificios de sus cimientos.

Entendemos mal las zonas de subducción, razón por la cual la profesora geofísica Anne Socquet, con sede en la Université Grenoble Alpes en Francia, había planeado visitar Chile. Quería instalar instrumentos de monitoreo sísmico para recolectar datos. Por coincidencia, llegó apenas una semana después del terremoto. "Fue aterrador, ", dijo." El apartamento que habíamos alquilado tenía fisuras en las paredes por las que se podía meter el puño ".

La mayoría de las personas que estudian los terremotos de megafonía se concentran en los sismos que preceden inmediatamente al terremoto principal, Dice el profesor Socquet. Pero una característica inusual de los mega terremotos es que a menudo son seguidos por una serie de otros mega terremotos muy poderosos varios años después y con epicentros a cientos de kilómetros de distancia. El terremoto de Chile de 2010, por ejemplo, fue seguido por otros eventos en 2014, 2015 y 2016 se centraron en áreas arriba y abajo de la costa de Chile. El profesor Socquet quería observar estas secuencias de mega terremotos e investigar los posibles vínculos entre esos grandes terremotos. Esto requiere un examen cuidadoso de los datos sismológicos y geodésicos a una escala mayor que la que se había hecho anteriormente.

Megathrust

Sabemos que los terremotos de megafonía son el resultado de la subducción de una placa tectónica debajo de otra. Pero más allá de eso tenemos muy poca comprensión de la dinámica de la subducción y cómo podría desencadenar una inestabilidad que conduzca a otro evento de megathrust unos años más tarde. Existe alguna evidencia de que podría tener que ver con la liberación y migración de fluidos a gran profundidad. El proyecto DEEP-trigger del profesor Socquet trata de llenar ese vacío. "Este es un territorio virgen en términos de observaciones, " ella dijo.

Se suponía que el primer paso del proyecto de seis meses era agregar a la red de unos 250 instrumentos GPS a los que ha contribuido en Chile desde 2007 y construir una nueva red de instrumentos en Perú. Actualmente no puede viajar a América del Sur debido a la pandemia de COVID-19, ha estado trabajando con contactos locales para comenzar la instalación. También está trabajando en herramientas computacionales para comenzar a analizar datos heredados de la región.

"Lo fundamental será tener observaciones sistemáticas del vínculo entre el deslizamiento lento y las fracturas sísmicas a grandes escalas de tiempo y espacio. Esto será un aporte muy importante para la ciencia".

En la Universidad de Pavía en Italia, El mineralogista profesor Matteo Alvaro también está interesado en los mega terremotos, aunque mucho, mucho mayores.

Resulta que podemos obtener una ventana única sobre las zonas de subducción como lo eran hace millones de años. Hay ciertos lugares pocos y distantes entre sí, donde las rocas que han pasado por zonas de subducción son forzadas a subir a la superficie. Al analizar estas rocas, podemos deducir las profundidades y presiones a las que ocurrió la subducción y construir una imagen de cómo funciona la subducción, y tal vez cómo se desencadenan los mega terremotos.

Cristal

Suele funcionar así. Los geólogos encuentran una roca hecha de un mineral con lo que se llama un cristal de inclusión en su interior. Esta inclusión quedó atrapada dentro del mineral cuando dos placas subductoras se apretaron entre sí a gran profundidad, quizás 100 km o más por debajo de la superficie. Tendrá una estructura cristalina particular, una específica, repetición de la disposición espacial de los átomos, que depende de la presión que experimentó cuando se formó. El cristal puede revelar la presión a la que se expuso la inclusión y, por lo tanto, la profundidad a la que se formó.

El problema es, esta es una simplificación excesiva. Solo se mantiene si la inclusión tiene forma de cubo, y casi nunca lo es. Toda esta idea de presión es igual a profundidad; todos sabemos que esto podría ser incorrecto, dice el Prof. Álvaro. "La pregunta natural es, okey, pero ¿en qué nos equivocamos? ”Eso es lo que decidió averiguar en su proyecto TRUE DEPTHS.

El plan era simple en principio. El profesor Álvaro quería medir la tensión experimentada por el cristal mientras aún estaba atrapado dentro del mineral. Si pudiera entender el minúsculo desplazamiento de los átomos de sus posiciones habituales en un típico, estructura cristalina sin presión, eso proporcionaría una mejor medida de la tensión aplicada por la roca circundante a medida que se formó el cristal y, por lo tanto, una medida más precisa de la profundidad a la que se formó. Para estudiar la estructura atómica, utiliza una combinación de cristalografía de rayos X y una técnica llamada espectroscopia Raman.

El Prof. Álvaro acaba de demostrar la primera aplicación exitosa de sus técnicas. Miró una muestra de una roca de un lugar conocido como tubería Mir en Siberia. Este es un eje de roca de kimberlita fundida que se elevó muy rápido desde enormes profundidades. (Obtenemos la mayoría de nuestros diamantes de pipas de kimberlita como esta, y de hecho, Mir se ha extraído extensamente). El profesor Álvaro miró rocas de granate con pequeñas inclusiones de cuarzo en el interior que fueron levantadas. "La kimberlita es el ascensor que la lleva a la superficie, " él dijo.

Desencadenar

Midiendo la tensión en las inclusiones, pudo confirmar que se formó a una presión de 1,5 gigaPascales (alrededor de 15, 000 veces la encontrada en la superficie de la Tierra) y una temperatura de 850 ^o C. Esto no es del todo sorprendente, pero es la primera prueba de que la técnica del Prof. Álvaro realmente funciona. Ahora está buscando hacer más mediciones y construir una biblioteca de ejemplos.

Él también se pregunta más especulativamente, si es posible que la formación y deformación de las inclusiones actúen como el primer desencadenante de los terremotos de mega-empuje. La idea sería que estos pequeños cambios desencadenan grietas en rocas más grandes que eventualmente hacen que una falla se salga de su lugar. El Prof. Álvaro planea explorar esto más a fondo.

"Nadie sabe cuál es el detonante inicial, lo que desencadena el primer desliz, ", dijo el profesor Álvaro." Empezamos a pensar, y tal vez sea una idea completamente loca, que tal vez sean estas inclusiones. Un grupo de ellos puede estar sujeto a un cambio de fase instantáneo y, por lo tanto, a un cambio de volumen. Quizás ese podría ser el primer detonante ".