En 2001, los geocientíficos informaron de un tipo completamente nuevo de terremoto en una zona de subducción, una costura donde una placa tectónica de la corteza oceánica se sumerge bajo un continente. Anteriormente se pensaba que las zonas de subducción se comportaban de una de dos maneras: o se arrastraban de manera constante y suave, sin ningún tipo de temblor, o se mantenían durante décadas o siglos y luego se rompían catastróficamente en los terremotos más grandes del mundo. Pero los geocientíficos ahora saben que las zonas de subducción a menudo toman un camino intermedio: los sensores GPS han demostrado que pueden deslizarse en terremotos silenciosos y casi imperceptibles que duran semanas o meses. Lo que no han sabido es por qué.
La evidencia de la zona de subducción de Hikurangi en Nueva Zelanda ahora sugiere que estos eventos de «deslizamiento lento» a menudo dependen de los montes submarinos, los volcanes submarinos que salpican el fondo del mar en grandes cantidades. Es de esperar que una montaña tragada por una falla actúe como un punto conflictivo. Pero resulta que muchas montañas submarinas proporcionan la grasa, dice Nathan Bangs, geofísico marino de la Universidad de Texas (UT) en Austin y autor principal de un nuevo Levantamiento 3D de Hikurangipublicado a principios de este mes en Geociencia de la naturaleza. “Mucha de la intuición no parece aplicarse aquí”, dice. “Crees que está haciendo una cosa y está haciendo otra”.
Los eventos de deslizamiento lento no son simplemente una curiosidad académica, agrega Laura Wallace, geodesta de UT Austin. “Comprender dónde está ocurriendo el deslizamiento lento versus dónde se bloquean las fallas es importante para las evaluaciones de peligro sísmico”, dice. Y lo que es más misterioso, dos terremotos recientes en la zona de subducción, incluido el gigantesco terremoto de Tohoku en Japón en 2011, fueron precedidos por eventos de deslizamiento lento, y tal vez desencadenados por ellos. Pero las relaciones son turbias. “Estamos bastante confundidos acerca de este tema”, dice Emily Brodsky, física de terremotos de la Universidad de California, Santa Cruz.
La zona de subducción de Hikurangi, que se sumerge bajo la costa este de la isla norte de Nueva Zelanda a lo largo de una fosa en el fondo del mar, es un punto caliente para la investigación del deslizamiento lento porque el movimiento ocurre en una zona poco profunda a solo unos kilómetros debajo del fondo del mar. En 2018, el marcus langsethun barco de imágenes sísmicas de EE. UU., cartografió parte de la falla con un grado de detalle que proporcionó «una mirada sin precedentes a una zona de subducción», dice Bangs.
El Langseth atravesó la región, remolcando largas cadenas de hidrófonos para captar los reflejos de casi 150.000 disparos de pistolas de aire, que penetran en el agua y rebotan en las capas de sedimentos y rocas bajo el lecho marino. Además, los científicos japoneses cubrieron el fondo del mar con 97 sismómetros de fondo oceánico. La campaña produjo un torrente de datos, que un contratista tardó más de un año en recopilar. Cuando los resultados debutaron en una conferencia en 2022, «la gente estaba boquiabierta», dice Wallace.
Las imágenes en 3D revelaron una montaña submarina de 2 kilómetros de altura encajada en la zona de subducción, 4,5 kilómetros por debajo del fondo del mar. “Lo atrapamos en el acto de subducción”, dice Bangs. “Podemos ver las estructuras que está creando y cómo se está acomodando”. Notable fue no solo el propio monte submarino, sino también la sombra que proyectaba. Como un bloqueador de plomo delante de un corredor, la montaña submarina protegió una pila de sedimentos del fondo marino empapados de agua de casi 20 kilómetros de largo, evitando que la placa superior los arrastrara. Esta agua puede lubricar partes del límite de la placa a profundidades que de otro modo no podrían alcanzar, evitando un bloqueo completo, dice Christine Chesley, geofísica marina de la Institución Oceanográfica Woods Hole.
La sombra del sedimento es un «gran resultado», dice Chesley. Pero no es la única forma que tienen los montes submarinos de contrabandear agua hasta las profundidades. Chesley participó en un estudio electromagnético de Hikurangi en 2018 y 2019. El conjunto de electrodos del fondo marino del equipo, sensibles a la conductividad del agua, capturó un monte submarino en subducción que parecía tener un interior conductor cubierto por una fina corteza resistiva. Eso sugirió que las rocas volcánicas dentro de la montaña submarina también eran ricas en agua, atrapadas por una capa impermeable, concluyó el equipo. “Ese material es húmedo y débil”, dice Ake Fagereng, geólogo de la Universidad de Cardiff.
Quizás incluso más importantes que el agua transportada por los montes submarinos son los sedimentos resbaladizos que arrojan a medida que se erosionan lentamente durante millones de años. En 2018, Wallace codirigió una expedición de perforación en alta mar a Hikurangi, que extrajo una gran cantidad de sedimentos arcillosos ricos en el mineral esmectita, a menudo utilizado por la industria del petróleo y el gas como lubricante en los lodos de perforación. En experimentos de laboratorio destinados a recrear la presión y el calor de la zona de subducción, estas arcillas no se vuelven lo suficientemente rígidas como para bloquearse y romperse en grandes terremotos, pero podrían albergar un deslizamiento lento, encontraron Wallace y sus coautores en un artículo publicado a principios de este año en Ciencia.
Queda por ver si los montes submarinos juegan un papel similar en otras zonas de subducción. Muchos de los montes submarinos de Hikurangi alguna vez estuvieron expuestos sobre el nivel del mar, lo que puede haber provocado una mayor erosión y la creación de más arcillas. La zona de subducción poco profunda también podría fomentar el deslizamiento lento de una manera que no lo hacen las zonas más profundas, dice Fagereng.
Este mes, científicos estadounidenses están visitando a colegas en Chile para discutir una colaboración planificada, llamada SZ4D, que estudiaría eventos de deslizamiento lento en la zona de subducción chilena. Pero ese proyecto, si se financia, todavía está a años de distancia. Mientras tanto, los datos sísmicos 3D de Bangs ahora están abiertos para que otros científicos los usen, y los sensores en los pozos perforados en Hikurangi han capturado varios nuevos eventos de deslizamiento lento. Están llegando más ideas, dice Bangs. “Realmente nos abrirá los ojos a lo que está sucediendo aquí”.
