Una nueva investigación sobre la falla megathrust indica que el próximo gran terremoto puede ser inminente

Históricamente, los terremotos y tsunamis de gran escala han afectado las regiones occidentales de Estados Unidos y Canadá y es probable que sigan haciéndolo en el futuro.

Frente a las costas del sur de Columbia Británica, Washington, Oregón y el norte de California, hay una franja de 600 millas de largo donde el fondo del Océano Pacífico se subduce gradualmente hacia el este debajo de América del Norte.

Esta zona, denominada Zona de Subducción de Cascadia, alberga una megafalla de empuje, un lugar donde las placas tectónicas se mueven entre sí de forma muy peligrosa. Las placas pueden bloquearse periódicamente y crear tensión en grandes áreas, para luego liberarse cuando finalmente chocan entre sí.

El resultado: los terremotos más grandes del mundo, que sacudieron tanto el lecho marino como la tierra y generaron tsunamis de 100 pies o más de altura. Una de esas fallas frente a Japón causó el desastre nuclear de Fukushima en 2011. Existen zonas similares frente a Alaska, Chile y Nueva Zelanda, entre otros lugares. En Cascadia, se cree que ocurren grandes terremotos aproximadamente cada 500 años, más o menos un par de cientos. El último ocurrió en 1700.

Avances de la investigación en la comprensión de la actividad sísmica

Los científicos han trabajado durante mucho tiempo para comprender las estructuras subterráneas y la mecánica de la zona de subducción de Cascadia, para delimitar los lugares más susceptibles a los terremotos, su tamaño y las señales de advertencia que podrían producir. No existe tal cosa como predecir un terremoto; más bien, los científicos intentan predecir las probabilidades de múltiples escenarios, con la esperanza de ayudar a las autoridades a diseñar códigos de construcción y sistemas de alerta para minimizar los daños cuando algo sucede.

Un estudio recientemente publicado promete avanzar significativamente en este esfuerzo. Un buque de investigación que arrastra una serie de instrumentos geofísicos de última generación a lo largo de casi toda el área ha realizado el primer estudio exhaustivo de las numerosas estructuras complejas que se encuentran debajo del fondo marino. Estos incluyen la geometría de la placa oceánica descendente y los sedimentos suprayacentes, así como la composición de la placa norteamericana suprayacente. El estudio fue publicado recientemente en la revista Avances en la ciencia.

«Los modelos utilizados actualmente por las agencias públicas se basaban en un conjunto limitado de datos antiguos y de baja calidad que databan de la década de 1980», dijo Suzanne Carbotte, geofísica marina de la Universidad de ColumbiaObservatorio Terrestre Lamont-Doherty, que dirigió la investigación. «El megaempuje tiene una geometría mucho más compleja de lo que se pensaba anteriormente. El estudio proporciona un nuevo marco para la evaluación del riesgo de terremotos y tsunamis».

Con financiación de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., los datos fueron recopilados durante un crucero de 41 días en 2021 por el buque de investigación de Lamont, el Marcus G. Langseth. Los investigadores a bordo del barco penetraron el fondo del mar con potentes pulsos de sonido y leyeron los ecos, que luego se convirtieron en imágenes, algo similar a cómo los médicos crean escaneos internos del cuerpo humano.

Nuevos conocimientos sobre la segmentación de fallas y los riesgos de tsunami

Un hallazgo clave: la zona de falla del megacorrimiento no es solo una estructura continua, sino que está dividida en al menos cuatro segmentos, cada uno potencialmente algo aislado de los movimientos de los demás. Los científicos han debatido durante mucho tiempo si eventos pasados, incluido el terremoto de 1700, rompieron toda el área o solo una parte de ella, una pregunta clave porque cuanto más larga es la ruptura, mayor es el terremoto.

Los datos muestran que los segmentos están divididos por características enterradas, incluidas grandes fallas, donde lados opuestos se deslizan entre sí perpendicularmente a la costa. Esto podría ayudar a proteger contra el movimiento en un segmento que resulta en el siguiente. «No podemos decir que esto signifique definitivamente que sólo se romperán segmentos individuales, o que todo se romperá definitivamente al mismo tiempo», dijo Harold Tobin, geofísico de la universidad de washington y coautor del estudio. «Pero esto refuerza la evidencia de que existen rupturas segmentadas».

Las imágenes también sugieren las causas de la segmentación: el borde rígido de la placa continental de América del Norte está compuesto por muchos tipos diferentes de rocas, formadas en diferentes momentos durante muchas decenas de millones de años, algunas de las cuales son más densas que otras. Esta variedad de rocas continentales hace que la placa oceánica entrante, más flexible, se doble y gire para adaptarse a las diferencias de presión superiores. En algunos lugares, los segmentos descienden en ángulos relativamente pronunciados, en otros en ángulos poco profundos.

Los investigadores se centraron en particular en un segmento que se extiende desde la parte sur de la isla de Vancouver a lo largo del estado de Washington y termina más o menos en la frontera con Oregón. La topografía del subsuelo de otros segmentos es relativamente accidentada, con características oceánicas como fallas y montes submarinos subducidos rozando la placa superior, características que podrían erosionar la placa superior y limitar la distancia que puede recorrer un terremoto dentro del segmento, limitando así sus dimensiones. Por el contrario, el segmento Vancouver-Washington es bastante fluido. Esto significa que es más probable que se rompa en toda su longitud a la vez, lo que potencialmente la convierte en la sección más peligrosa.

Investigación en curso e implicaciones para la seguridad regional

También en este segmento, el fondo del mar se subduce debajo de la corteza continental en un ángulo poco profundo en comparación con los otros segmentos. En los otros segmentos, la mayor parte de la interfaz de placas propensa a terremotos se encuentra mar adentro, pero aquí el estudio encontró que el ángulo de subducción poco profundo significa que probablemente se extiende directamente debajo de la Península Olímpica de Washington. Esto podría amplificar cualquier temblor en tierra. «Requiere muchos más estudios, pero para lugares como Tacoma y Seattle, podría significar la diferencia entre alarmante y catastrófico», dijo Tobin.

Gracias a la financiación del Servicio Geológico de Estados Unidos, un consorcio de agencias e instituciones académicas estatales y federales ya ha estado examinando cuidadosamente los datos a medida que estuvieron disponibles para analizar sus implicaciones.

En cuanto al riesgo de tsunami, «todavía es un trabajo en progreso», dijo Kelin Wang, investigador científico del Servicio Geológico de Canadá que no participó en el estudio. El grupo de Wang está utilizando los datos para modelar las características del fondo marino frente a la isla de Vancouver que podrían generar tsunamis. (En general, un tsunami ocurre cuando el fondo del mar profundo se mueve hacia arriba o hacia abajo durante un terremoto, enviando una onda a la superficie que concentra su energía y aumenta en altura a medida que alcanza aguas costeras menos profundas). Wang dijo que sus hallazgos irán a otro grupo que modela los propios tsunamis, y luego a otro grupo que analiza los peligros en tierra.

Los investigadores dicen que las evaluaciones prácticas que podrían influir en los códigos de construcción u otros aspectos de la preparación podrían publicarse el próximo año. «Aquí hay mucha más complejidad de la que se había inferido anteriormente», dijo Carbotte.

Referencia: “Estructura de placa de subducción y morfología de megaempuje a partir de imágenes sísmicas profundas vinculadas a la segmentación de ruptura del terremoto de Cascadia” por Suzanne M. Carbotte, Brian Boston, Shuoshuo Han, Brandon Shuck, Jeffrey Beeson, J. Pablo Canales, Harold Tobin, Nathan Miller, Mladen Nedimovic, Anne Tréhu, Michelle Lee, Madelaine Lucas, Hanchao Jian, Danqi Jiang, Liam Moser, Chris Anderson, Darren Judd, Jaime Fernandez, Chuck Campbell, Antara Goswami y Rajendra Gahlawat, 7 de junio de 2024. Avances en la ciencia.
DOI: 10.1126/sciadv.adl3198

El estudio fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.