Un generador de imágenes sísmicas sigue a un buque de investigación durante un estudio de la zona de subducción de Hikurangi en Nueva Zelanda. Un estudio realizado por el Instituto Geofísico de la Universidad de Texas encontró la presencia de un enorme y antiguo depósito de agua enterrado a kilómetros bajo el lecho marino. Crédito: Instituto Geofísico de la Universidad de Texas/Adrian Arnulf
Un gran depósito de agua descubierto bajo el fondo del océano cerca de Nueva Zelanda puede proporcionar información sobre los mecanismos de los terremotos de deslizamiento lento y la actividad tectónica.
Los investigadores han descubierto el equivalente al agua de mar atrapada dentro de sedimentos y rocas en una meseta volcánica perdida que ahora se encuentra en lo profundo de la corteza terrestre. Una imagen sísmica en 3D reveló que el agua se encuentra a dos millas por debajo del fondo del océano frente a la costa de Nueva Zelanda, donde es probable que amortigüe una falla sísmica importante que enfrenta la Isla Norte del país.
Terremotos lentos y agua.
Se sabe que las fallas producen terremotos de movimiento lento, llamados eventos de deslizamiento lento. Estos pueden liberar la presión tectónica reprimida de manera inofensiva durante días y semanas. Los científicos quieren saber por qué ocurren con más frecuencia en algunos defectos que en otros.
Se cree que muchos terremotos de deslizamiento lento están asociados con agua enterrada. Sin embargo, hasta la fecha no hay evidencia geológica directa que sugiera la existencia de un depósito de agua tan grande en este rift de Nueva Zelanda en particular.
La meseta de Hikurangi son los restos de una serie de erupciones volcánicas épicas que comenzaron hace 125 millones de años en el Océano Pacífico. Un estudio sísmico reciente (rectángulo rojo) dirigido por el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas tomó imágenes de la meseta mientras se subducía hacia la zona de subducción de Hikurangi en Nueva Zelanda (línea roja). Crédito: Andrew Gas
“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 fluye aquí es mucho mayor de lo normal”, dijo el autor principal, Andrew Ghez, quien realizó el estudio. Trabajando como becario postdoctoral en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG).
La investigación fue publicada recientemente en la revista Avance de la ciencia Se basa en expediciones sísmicas y perforaciones científicas oceánicas dirigidas por investigadores de la UTIG.
Busque una comprensión más profunda
Gase, ahora becario postdoctoral en la Universidad Western Washington, pide perforaciones más profundas para encontrar dónde termina el agua para que los investigadores puedan determinar si afecta la presión alrededor de la falla, una información importante que podría conducir a una comprensión más precisa. Dijo de los grandes terremotos.
Activos de tanques de agua
El sitio donde los investigadores encontraron el agua es parte de una vasta provincia volcánica formada cuando una nube de lava del tamaño de Estados Unidos irrumpió en la superficie de la Tierra en el Océano Pacífico hace 125 millones de años. Este evento fue una de las mayores erupciones volcánicas conocidas en la Tierra y duró varios millones de años.
Gaz utilizó escaneos sísmicos para construir una imagen en 3D de la antigua meseta volcánica, donde vio sedimentos gruesos y en capas que rodeaban volcanes enterrados. Sus colaboradores de la UTIG realizaron experimentos de laboratorio con muestras de roca volcánica y descubrieron que el agua constituía casi la mitad de su volumen.
Una imagen sísmica de la meseta de Hikurangi revela detalles sobre el interior de la Tierra y en qué consiste. La capa azul verdosa debajo de la línea amarilla muestra agua enterrada dentro de las rocas. Los investigadores del Instituto Geofísico de la Universidad de Texas creen que el agua podría amortiguar los terremotos en la cercana zona de subducción de Hikurangi. Crédito: Andrew Gas
“La corteza oceánica normal, cuando tenga entre 7 y 10 millones de años, debería contener mucha menos agua”, afirmó. La corteza oceánica en los estudios sísmicos era 10 veces más antigua, pero seguía siendo mucho más húmeda.
Gaz especula que los mares poco profundos en los que ocurrieron las erupciones han erosionado algunos volcanes hasta convertirlos en rocas porosas y fracturadas que almacenan agua como un acuífero durante el entierro. Con el tiempo, las rocas y sus fragmentos se convirtieron en barro, atrapando más agua.
Implicaciones para comprender los terremotos
Este descubrimiento es importante porque los científicos creen que la presión del agua subterránea puede ser un elemento clave en la creación de las condiciones que liberan la tensión tectónica a través de terremotos de deslizamiento lento. Esto suele ocurrir cuando los sedimentos ricos en agua quedan enterrados con la falla, atrapando agua bajo tierra. Sin embargo, el Rift de Nueva Zelanda contiene pocos de estos depósitos oceánicos típicos. En cambio, los investigadores creen que los volcanes antiguos y las rocas metamórficas (ahora arcillosas) arrastraron grandes cantidades de agua cuando la grieta los tragó.
El director de UTIG, Demian Saffer, coautor del estudio y codirector científico de la misión de perforación científica, dijo que los resultados sugieren que otras fallas sísmicas en todo el mundo podrían encontrarse en situaciones similares.
“Es un ejemplo realmente claro de la relación entre los fluidos y la forma en que se mueve una falla tectónica, incluido el comportamiento de los terremotos”, dijo. “Esto es algo que planteamos como hipótesis a partir de experimentos de laboratorio y que predijimos mediante algunas simulaciones por computadora, pero hay muy pocos experimentos de campo claros para probar esto a escala de placas tectónicas”.
Referencia: “Las inundaciones de la corteza superior rica en volcanes proporcionan fluidos para un empuje superficial y un deslizamiento lento” por Andrew C. Gas, Nathan L. Flequillo, Demián M. Safar, Shushu Han, Peter K. Miller, Rebeca E. Bell, Ryota Arai, Stuart A. Henrys, Shuichi Kodaira, Richard Davey, Laura Fram y Daniel H.N. Parker, 16 de agosto de 2023. Avance de la ciencia.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150
La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. y las agencias científicas y de investigación de Nueva Zelanda, Japón y el Reino Unido.
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