Se ha descubierto un enorme depósito de agua debajo del lecho marino cerca de Nueva Zelanda que puede ayudar a arrojar luz sobre la mecánica de los terremotos de deslizamiento lento y la actividad tectónica. Los investigadores han descubierto el equivalente a un océano de agua enterrada profundamente en los sedimentos y rocas de una meseta volcánica perdida en lo profundo de la corteza terrestre. Imágenes sísmicas tridimensionales muestran que el agua, situada a dos millas bajo el mar frente a la costa de Nueva Zelanda, puede estar suprimiendo una importante falla sísmica en la Isla Norte de Nueva Zelanda.
Un instrumento de imágenes sísmicas es remolcado detrás de un buque de investigación durante un estudio de la zona de subducción de Hikurangji en Nueva Zelanda. Dirigido por el Instituto Geofísico de la Universidad de Texas, el estudio descubrió un vasto y antiguo depósito de agua enterrado a kilómetros de profundidad en el fondo del océano. Crédito de la imagen: Instituto Geofísico de la Universidad de Texas/Adrien Arnulf
Terremotos de deslizamiento lento y agua.
La falla es conocida por producir terremotos de cámara lenta, conocidos como terremotos de deslizamiento lento. Estos terremotos liberan tensión tectónica acumulada durante días o semanas y son respetuosos con el medio ambiente. Los científicos quieren saber por qué ciertas fallas experimentan tales terremotos con más frecuencia que otras.
Se cree que muchos terremotos de deslizamiento lento están relacionados con las aguas subterráneas. Sin embargo, hasta ahora no ha habido evidencia geológica directa de la existencia de un depósito tan grande en esta falla particular de Nueva Zelanda.
La meseta de Hikurangi es el remanente de una serie épica de erupciones volcánicas en el Pacífico hace 125 millones de años. Un estudio sísmico reciente (rectángulo rojo) realizado por el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas tomó imágenes del descenso de la meseta hacia la zona de subducción Hikurangji de Nueva Zelanda (línea roja). Crédito de la foto: Andrew Gass.
"Aún no podemos ver lo suficientemente profundo como para saber exactamente cuál es el impacto en la falla, pero podemos ver que la cantidad de agua que se hunde aquí es en realidad mucho mayor de lo normal", dijo el autor principal del estudio, Andrew Gase, investigador postdoctoral en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG).
El estudio, publicado recientemente en la revista Science Advances, se completó sobre la base de un crucero sísmico y una perforación científica oceánica dirigida por investigadores de la UTIG.
Buscando una comprensión más profunda
Gass, ahora investigador postdoctoral en la Universidad Western Washington, pidió perforaciones más profundas para encontrar dónde terminó el agua para que los investigadores puedan determinar si afecta la presión alrededor de la falla: información importante, dijo, que podría ayudar a lograr una comprensión más precisa de los grandes terremotos.
El origen del embalse.
El lugar donde los investigadores encontraron el agua es parte de un enorme campo volcánico que se formó hace 125 millones de años cuando un flujo de lava del tamaño de Estados Unidos atravesó la superficie de la Tierra en el Océano Pacífico. Este evento fue una de las mayores erupciones volcánicas conocidas en la Tierra y duró millones de años.
Gass utilizó escáneres sísmicos para construir una imagen tridimensional de la antigua meseta volcánica, en la que vio gruesas capas de sedimentos que rodeaban volcanes enterrados. Sus colaboradores de UTIG llevaron a cabo experimentos de laboratorio con muestras de núcleos de perforación de roca volcánica y descubrieron que el agua constituye casi la mitad del volumen de la roca volcánica.
Las imágenes sísmicas de la meseta de Hikurangi revelan detalles del interior de la Tierra y su composición. La capa azul verdosa debajo de la línea amarilla muestra agua enterrada en la roca. Los investigadores del Instituto Geofísico de la Universidad de Texas creen que esta agua puede amortiguar los terremotos en la cercana zona de subducción de Higurangi. Fuente: Andrew Gase
"La corteza oceánica normal debería contener mucha menos agua una vez que alcance unos 7 o 10 millones de años de edad. La corteza oceánica en el escaneo sísmico es diez veces más antigua de lo normal, pero sigue siendo mucho más húmeda", afirmó.
Gass especula que los mares poco profundos debido a las erupciones volcánicas erosionaron algunos volcanes hasta convertirlos en rocas porosas y fragmentadas que actuaron como acuíferos para almacenar agua mientras estaban enterrados. Con el tiempo, las rocas y los fragmentos de roca se convirtieron en arcilla, reteniendo más agua.
Impacto en la comprensión de los terremotos
El descubrimiento es importante porque los científicos creen que la presión del agua subterránea puede ser un factor clave en la creación de condiciones que liberen estrés tectónico a través de terremotos de deslizamiento lento. Esto suele ocurrir cuando los sedimentos ricos en agua quedan enterrados por fallas, atrapando agua bajo tierra. Sin embargo, hay pocos sedimentos marinos típicos en la falla de Nueva Zelanda. En cambio, los investigadores creen que los volcanes antiguos y las rocas transformadas (ahora arcillas) transportaron grandes cantidades de agua cuando fueron devoradas por fallas.
El director de UTIG, Demian Saffer, es uno de los coautores del estudio y codirector científico de la misión de perforación científica.
"Esto ilustra muy claramente la correlación entre los fluidos y la forma en que se mueven las fallas tectónicas, incluido el comportamiento sísmico", dijo. "Esto es lo que hemos inferido de los experimentos de laboratorio y lo que predicen algunas simulaciones por computadora, pero hay pocos experimentos de campo explícitos que lo prueben a escala de placas tectónicas".