La Tierra se está desgarrando bajo el noroeste del Pacífico

Científicos han logrado obtener imágenes detalladas de una zona de subducción frente a la isla de Vancouver que se encuentra en pleno proceso de desintegración. El hallazgo revela que estos enormes sistemas tectónicos podrían colapsar gradualmente, en lugar de hacerlo de forma repentina.

El descubrimiento podría ayudar a explicar la presencia de antiguos fragmentos de placas tectónicas, ciertos episodios de actividad volcánica y la manera en que las fracturas ocultas bajo Cascadia podrían influir en futuros terremotos.

El estudio, publicado en Science Advances, muestra una zona de subducción que se está fragmentando activamente. Estas zonas se forman cuando una placa tectónica se introduce debajo de otra y se hunde profundamente en el interior de la Tierra. Son responsables de algunos de los terremotos más poderosos del planeta, grandes erupciones volcánicas y transformaciones que, a lo largo de millones de años, modifican continentes y cuencas oceánicas. Sin embargo, hasta ahora los científicos habían tenido pocas oportunidades de observar con claridad cómo uno de estos gigantescos sistemas llega al final de su ciclo.

¿Cómo muere una zona de subducción?

La subducción es uno de los principales procesos responsables de remodelar constantemente la superficie terrestre. A medida que una placa oceánica se hunde bajo otra, parte del material de la corteza es transportado hacia el manto, la capa caliente ubicada bajo la corteza terrestre. Estos sistemas pueden mantenerse activos durante millones de años, pero no pueden continuar indefinidamente. De lo contrario, los continentes terminarían acumulándose, los océanos desaparecerían y una gran parte de la historia geológica del planeta se perdería.

Esto ha llevado a los geólogos a plantearse una pregunta fundamental: ¿qué provoca realmente que una zona de subducción madura deje de funcionar?

“Poner en marcha una zona de subducción es como intentar empujar un tren cuesta arriba: requiere un esfuerzo enorme”, explicó Brandon Shuck, geólogo de la Universidad Estatal de Luisiana y autor principal del estudio.

“Pero una vez que empieza a moverse, es como si el tren bajara a toda velocidad, imposible de detener. Para acabar con ella se necesita algo drástico; básicamente, un accidente de tren”. Ahora, los científicos podrían estar observando precisamente cómo se desarrolla ese proceso bajo Cascadia.

Una placa tectónica se está rompiendo bajo Cascadia

Frente a la isla de Vancouver, las placas Juan de Fuca y Explorer se deslizan lentamente bajo la placa Norteamericana. Esta región forma parte de la zona de subducción de Cascadia, un extenso límite tectónico situado frente al noroeste del Pacífico.

Los investigadores combinaron registros detallados de terremotos con imágenes de reflexión sísmica para estudiar las estructuras presentes a gran profundidad bajo el fondo marino. Esta técnica funciona de manera similar a una ecografía médica: los científicos envían ondas sonoras hacia el interior de la Tierra y analizan la forma en que estas rebotan al encontrarse con diferentes estructuras geológicas. Las mediciones sísmicas proceden del experimento CASIE21 (Cascadia Seismic Imaging Experiment), financiado por la NSF en 2021.

Durante la investigación, científicos a bordo de un barco enviaron ondas sonoras al fondo oceánico. Un cable de aproximadamente 15 kilómetros de longitud, equipado con instrumentos de escucha submarina, registró las señales reflejadas.

Mediante el análisis de estos ecos fue posible crear imágenes detalladas de estructuras ocultas bajo el lecho marino.

Lo que apareció sorprendió a los investigadores: grandes fallas y fracturas atravesando la placa que se está hundiendo, incluyendo áreas donde aparentemente la placa se encuentra partiéndose de manera activa.

“Esta es la primera vez que tenemos una imagen clara de una zona de subducción en pleno proceso de desaparición”, afirmó Shuck.

“En lugar de colapsar de golpe, la placa se está desintegrando poco a poco, creando microplacas más pequeñas y nuevos límites. Así que, en vez de un gran accidente, es como ver un tren descarrilar lentamente, vagón a vagón”.

Un desgarro de 75 kilómetros atraviesa la placa

Los científicos identificaron varias grietas que atraviesan la placa oceánica.

Una de las estructuras más llamativas consiste en un enorme desplazamiento donde una sección de la placa se habría hundido aproximadamente cinco kilómetros.

“Hay una falla muy grande que está fracturando activamente la placa”, explicó Shuck. “Todavía no se ha desprendido por completo, pero está cerca”.

La actividad sísmica también ofrece importantes pistas sobre lo que está ocurriendo.

A lo largo de una fractura de aproximadamente 75 kilómetros, algunas zonas continúan produciendo terremotos mientras que otras se han vuelto inusualmente silenciosas. Esta diferencia es relevante porque los terremotos ocurren cuando bloques de roca conectados acumulan tensión y posteriormente se deslizan de manera repentina.

“Una vez que un fragmento se ha desprendido por completo, ya no produce terremotos porque las rocas ya no están unidas entre sí”, explicó el investigador.

Por ello, la ausencia de terremotos en parte de la falla podría indicar que una sección de la placa ya se ha separado.

Según los científicos, esta zona desprendida continúa expandiéndose gradualmente.

La corteza terrestre podría desintegrarse poco a poco

En lugar de colapsar mediante un único evento de enorme magnitud, esta zona de subducción parece estar desactivándose a través de una serie de rupturas más pequeñas.

Los investigadores describen este fenómeno como una terminación “episódica” o “por etapas”.

Diferentes secciones de la placa se desprenden en distintos momentos, provocando que el sistema tectónico general vaya desmantelándose progresivamente.

Los llamados límites transformantes también desempeñarían un papel importante. Se trata de fallas donde diferentes secciones de la corteza terrestre se desplazan lateralmente unas respecto de otras.

En este proceso podrían funcionar como auténticas tijeras geológicas, cortando la placa y ayudando a aislar distintos fragmentos.

Una vez separado, un fragmento puede transformarse en una microplaca, es decir, una sección más pequeña de la corteza rígida de la Tierra que se desplaza de manera relativamente independiente de las grandes placas tectónicas que la rodean. Mientras esto sucede, otras zonas cercanas de la placa principal pueden continuar hundiéndose,  a medida que se desprenden nuevos fragmentos, la placa restante pierde parte de la fuerza que impulsa hacia abajo el proceso de subducción.

Shuck compara este fenómeno con retirar progresivamente los vagones de un tren fuera de control. Finalmente, queda tan poca estructura que el sistema ya no puede continuar funcionando de la misma manera. La fragmentación de cada sección puede prolongarse durante varios millones de años. Sin embargo, la acumulación de estos episodios podría terminar provocando la desaparición completa de una zona de subducción. Antiguos misterios tectónicos comienzan a tener explicación, el descubrimiento podría ayudar a resolver diferentes enigmas geológicos observados en otras regiones del planeta.

Los científicos han encontrado fragmentos de antiguas placas tectónicas y secuencias inusuales de rocas volcánicas que parecen conservar evidencias de las etapas finales de viejos sistemas de subducción. Hasta ahora existían indicios de que estos sistemas se habían fragmentado, pero había poca información directa sobre cómo se desarrollaba este proceso, uno de los ejemplos más importantes se encuentra frente a las costas de Baja California. En esa región, los geólogos han identificado microplacas fósiles dejadas por la antigua placa de Farallón, una gigantesca placa oceánica que antiguamente ocupaba una gran extensión del Pacífico oriental. Estos fragmentos habían llevado a los científicos a pensar que la placa de Farallón no desapareció durante un único evento.

Las nuevas observaciones realizadas en Cascadia podrían ayudar a explicar cómo se forman estos restos.

Una zona de subducción que está llegando al final de su existencia podría fragmentarse lentamente, dejando pequeñas placas dispersas como evidencia geológica de lo ocurrido.

La ruptura de placas podría provocar cambios volcánicos, la fragmentación también puede modificar los procesos que ocurren en las profundidades de la Tierra. Cuando una sección de una placa que se hunde termina separándose, puede formarse una abertura conocida como “ventana de la placa”,  esta abertura permite que materiales más calientes del manto asciendan hacia zonas superiores.

El material ascendente puede modificar la generación de magma y, potencialmente, contribuir a episodios de actividad volcánica, a medida que la ruptura avanza, los límites tectónicos pueden desplazarse, pueden aparecer nuevas microplacas y distintas partes del sistema de subducción pueden dejar de funcionar en momentos diferentes. “Es un proceso de desintegración progresivo, un episodio a la vez”, explicó Shuck.

“Y coincide muy bien con lo que vemos en el registro geológico, donde las rocas volcánicas se vuelven más jóvenes o más antiguas en una secuencia que refleja este desgarro gradual”. Esta conexión entre las observaciones actuales y las antiguas formaciones rocosas podría ofrecer a los científicos una nueva herramienta para interpretar restos de límites tectónicos que desaparecieron hace millones de años.

¿Qué significa este descubrimiento para los terremotos en Cascadia?

El estudio también plantea una pregunta especialmente importante para el noroeste del Pacífico: ¿podrían estas fracturas recientemente identificadas afectar a futuros terremotos?

Los investigadores quieren determinar si un gran terremoto podría continuar propagándose a través de alguna de estas fracturas o si las zonas dañadas de la placa podrían modificar el recorrido de una ruptura. Una ruptura sísmica corresponde al movimiento rápido producido a lo largo de una falla durante un terremoto. La distancia que recorre y las estructuras geológicas que encuentra en su camino pueden influir considerablemente en la magnitud y en el comportamiento del evento sísmico.

Por ahora, los investigadores recalcan que este descubrimiento no modifica significativamente el riesgo sísmico de Cascadia en una escala de tiempo humana.

La región continúa siendo capaz de producir terremotos y tsunamis de gran magnitud. Sin embargo, el proceso de fragmentación observado bajo el océano se desarrolla durante millones de años, y no en décadas o siglos.

Aun así, incorporar estas nuevas estructuras a los modelos sísmicos podría ayudar en el futuro a comprender mejor cómo podrían comportarse posibles rupturas tectónicas. Para los geólogos, Cascadia ofrece además algo excepcional: la posibilidad de observar prácticamente en tiempo real geológico cómo uno de los grandes sistemas tectónicos de nuestro planeta se desmantela lentamente, pieza por pieza.