Un trozo de roca subterráneo del tamaño de una montaña puede estar afectando las trayectorias de grandes terremotos en el sur de Japón.
La densa roca ígnea, conocida como el plutón de Kumano, acecha a unas 3,1 millas (5 kilómetros) por debajo de la superficie debajo de la península de Kii en Japón. Se asienta en la corteza de la placa euroasiática continental. Debajo de esta losa de corteza continental, la placa oceánica de Filipinas se está hundiendo hacia el manto de la Tierra, un proceso llamado subducción. Una nueva investigación sugiere que el pesado plutón dentro de la placa euroasiática cambia la pendiente de esa inmersión, lo que obliga a la placa filipina a descender más abruptamente.
El plutón también se encuentra cerca de los epicentros de dos grandes 1940 terremotoscada uno de los cuales viajó en direcciones opuestas y no se rompió a través del propio plutón.
«En última instancia, no sabemos realmente por qué estos terremotos no se superpusieron en la región del plutón», dijo el coautor del estudio Dan Bassett, geofísico marino de GNS Science de Nueva Zelanda, un tierra servicio de investigación científica. «Parece estar desempeñando un papel realmente clave en la nucleación de estos terremotos y en la prevención de que se unan». (El punto de nucleación de un terremoto es donde comienza a romper la corteza).
Aunque se encuentra relativamente cerca de la superficie, el plutón puede tener una gran influencia en cómo el agua se mueve desde los océanos de la Tierra hacia su manto. La subducción de la placa oceánica de Filipinas es el doble de pronunciada bajo la presión del plutón. Esto parece crear más fracturas en la placa en subducción, lo que le permite transportar más agua de mar hacia la corteza profunda y el manto. El agua en el manto impulsa cosas como erupciones volcánicas.
Cómo se rompe la corteza
los plato filipino está moliendo bajo la placa euroasiática frente a la costa de Japón a un ritmo de aproximadamente 1,78 pulgadas (4,5 centímetros) por año. Este proceso, llamado subducción, desencadena terremotos y vulcanismo. Los científicos usan monitores sísmicos para tratar de comprender las estructuras geológicas dentro zonas de subducciónpero este es a menudo un registro irregular, especialmente en trincheras submarinas donde la colocación de equipos no es fácil.
Sin embargo, la costa de Japón es uno de los lugares mejor monitoreados del mundo, sísmicamente hablando. La Agencia Japonesa para la Ciencia y la Tecnología de la Tierra y el Mar (JAMSTEC) ha cubierto la región de Nankai Trough con monitores del fondo marino, y los sismólogos de Japón también han reunido el conjunto más denso de sismómetros de pozo: equipo de monitoreo sísmico enterrado profundamente en la corteza para minimizar la interrupción de no -vibraciones sísmicas — en el planeta.
«Reconocimos que teníamos este gigantesco conjunto de datos, que se había incrementado durante un par de décadas y era realmente único porque nos permitiría producir un modelo tridimensional de muy alta resolución de toda la zona de subducción», dijo Bassett a WordsSideKick.com. .
El equipo no descubrió el plutón Kumano, que se conoce desde aproximadamente 2006, pero obtuvieron la imagen más clara de cómo esta estructura influye en la zona de subducción. Lo que encontraron fue una sorpresa: la mayoría de las investigaciones sobre las zonas de subducción se centran en la estructura de la placa que se sumerge debajo de la superficie, pero no considera la placa que se encuentra sobre ella. Los nuevos hallazgos indican que la losa de corteza que se asienta sobre la placa en subducción puede ser más importante de lo que nadie había pensado.
«Pensamos mucho en el ángulo de la losa que desciende y no habíamos dedicado mucho tiempo a pensar en cómo las propiedades de la corteza superior impactan en la losa que desciende», dijo Wendy Bohon, geóloga de Incorporated Research Institutions for Sismología (IRIS), que no participó en el estudio.
Los hallazgos, publicados en la revista Geociencia de la naturaleza el 3 de febrero, plantea nuevas preguntas sobre el papel del plutón en los terremotos. En 1944, un terremoto de magnitud 8,1 comenzó en el borde del plutón y sacudió el suelo hacia el noreste. Dos años más tarde, un terremoto de magnitud 8,6 comenzó cerca del epicentro del primer terremoto, pero se rompió en dirección suroeste.
«Tienes estos puntos a lo largo de las fallas que son como pequeños puntos ásperos o, en este caso, grandes puntos ásperos y pueden evitar que el terremoto se desarme», dijo Bohon, refiriéndose a estructuras como el plutón de Kumano. «Pueden actuar como puntos de nucleación, lugares donde comienzan los terremotos, o pueden actuar como un respaldo, lugares donde el terremoto podría detenerse».
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No está claro por qué el plutón tiene este efecto, dijo Bassett. Podría ser que la densa roca volcánica esté ejerciendo tanta presión sobre la placa en subducción que resista el tipo de ruptura dramática necesaria para continuar con un terremoto. O podría deberse a la forma en que el plutón altera la forma de la placa en subducción debajo de él. En la región del plutón, la placa en subducción duplica la inclinación de su picado hacia abajo. Esto significa que esta corteza oceánica cae muy profundo, muy rápido. Los terremotos ocurren más fácilmente a profundidades menores donde la corteza es fría y quebradiza, por lo que la caída rápida podría limitar el área de la corteza capaz de generar un terremoto.
agua en movimiento
La pronunciada trayectoria descendente de la placa de subducción forzada por el plutón Kumano tiene un impacto más claro en la forma en que el agua se mueve a través de la zona de subducción. Este ciclo del agua no está conectado directamente con los terremotos en la región, pero es importante para la creación de magmas y para los procesos del manto a gran escala, dijo Donna Shillington, científica de la Tierra de la Universidad del Norte de Arizona que no participó en la investigación pero que escribió un acompañamiento Artículo de News & Views sobre los hallazgos.
Para estos procesos, el plutón parece extremadamente importante, dijo Shillington a WordsSideKick.com. La enorme estructura parece crear la presión que obliga a la placa en subducción a sumergirse en picado. Esa inmersión pronunciada obliga a la placa de subducción a deformarse y agrietarse, creando fracturas por las que puede filtrarse el agua de mar. La trayectoria de la inmersión también influye en dónde termina el agua y con qué minerales puede reaccionar químicamente. Las ondas sísmicas en esta región disminuyen drásticamente, lo que sugiere un área de serpentina mineral ricamente hidratada, encontraron los investigadores.
«Esos minerales son estables hasta en algún lugar en el estadio de béisbol de 400-600 grados centígrados [472 degrees to 1112 degrees Fahrenheit]por lo que tiene que ser arrastrado hacia abajo antes de que esa placa se caliente lo suficiente como para que se libere el agua «, dijo Shillington a WordsSideKick.com. «Así que es probable que tenga un efecto más profundo».
Al igual que en los terremotos, los geocientíficos se han centrado más en la subducción de la placa al tratar de comprender el ciclo del agua en la Tierra profunda, dijo Shillington. El nuevo estudio sugiere que la placa superior también es importante.
«Si queremos entender esta agua en el plato, ahora tenemos otra variable en la que debemos pensar», dijo.
El equipo de investigación ahora planea construir modelos tridimensionales de la zona de subducción en el noreste de Japón, donde el Terremoto de Tohoku de 2011 se originó y la zona de subducción de Hikurangi frente a la Isla Norte de Nueva Zelanda. Esos deberían estar listos dentro de uno o dos años, dijo Bassett.
«Ser capaces de comparar modelos 3D de alta resolución de las estructuras de la Tierra en las tres zonas de subducción debería permitirnos pensar un poco más detenidamente sobre cómo la estructura de las zonas de subducción está afectando el comportamiento de los terremotos», dijo.
Publicado originalmente en Live Science.
