Los científicos pueden haber resuelto el misterio de los terremotos gigantes del Medio Oeste

Hace dos siglos, una serie de terremotos gigantes sacudieron la pequeña ciudad de New Madrid, Missouri, derrumbando chimeneas y sacudiendo casas a más de 1000 kilómetros de distancia. Incluso se dijo que partes del río Mississippi fluyeron momentáneamente hacia atrás mientras el lecho del río se elevaba. Los sismólogos modernos estiman que los tres terremotos en 1811-1812 se registraron por encima de 7.0 en la escala de Richter, los terremotos más grandes conocidos al este de las Montañas Rocosas. Incluso hoy, la Nueva Zona Sísmica de Madrid (NMSZ) genera más de 200 pequeños temblores cada año, y ahora un equipo de geofísicos cree que sabe qué causa todos los temblores.

En un nuevo estudio , utilizan información tomográfica sobre el interior de la Tierra para mostrar cómo las gotas de roca densa de la corteza inferior se elevan debajo de la región. Esta roca densa tira gravitacionalmente de todo lo demás a su alrededor, cambiando las tensiones regionales de una manera que hace que algunas fallas de NMSZ tengan más probabilidades de resbalar. El enfoque no solo confirma las sospechas de algunos científicos sobre la fuerza impulsora detrás de los terremotos de NMSZ, sino que también abre la puerta para identificar otras áreas sísmicas potencialmente mortales. "Estamos interesados ​​en crear un mapa honesto de la bondad de dónde creemos que ocurrirán terremotos en el futuro", dice el autor principal Will Levandowski, geofísico del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) en Golden, Colorado.

El NMSZ ha sido difícil de estudiar. La región no genera grandes terremotos con la frecuencia suficiente para que los sismólogos tengan un registro histórico detallado, y no existe un mecanismo obvio que impulse la actividad sísmica. En otras partes del mundo, los terremotos tienden a ocurrir a lo largo de fallas activas, como la Falla de San Andreas en California, donde dos placas tectónicas se encuentran y se empujan, tiran o se deslizan una contra la otra. Pero el NMSZ está justo en el medio de la placa tranquila y sólida de América del Norte. "Aquí, en el centro de un plato, no tenemos una teoría a la que podamos atribuir los terremotos", dice Christine Powell, una sismóloga de la Universidad de Memphis en Tennessee. "Entonces, para entender por qué están ocurriendo, hay que pensar fuera de la caja".

Una idea es que un antiguo evento de ruptura juega un papel importante. Hace entre 700 y 540 millones de años, lo que ahora es la Placa de América del Norte se estaba desarmando cuando se separó de un supercontinente. La placa no se partió por completo, pero los geólogos creen que el evento dejó cicatrices debajo de la NMSZ: una zona de grietas enterrada, donde las rocas son débiles y fracturadas, sobre plutones, bloques de rocas ígneas densas que se levantaron de un surgencia de la corteza inferior inusualmente densa. Aunque este escenario se ha propuesto antes, los investigadores combinaron diferentes conjuntos de datos para proporcionar un fuerte apoyo a la idea de que la corteza inferior se encuentra debajo de la NMSZ, informan en un estudio publicado el 30 de agosto en Geophysical Research Letters.

Créditos: (Gráfico) C. Bickel / Science; (Datos) USGS

La clave para el análisis del equipo fueron los datos de velocidad sísmica de la matriz transportable de EE. UU., Una red de sismómetros que viaja que `` escucha '' los terremotos de bajo nivel y rastrea la forma en que su energía pasa a través del subsuelo. Las velocidades de estas ondas sísmicas están relacionadas con la densidad de las rocas subterráneas, y permiten a los investigadores construir una vista tomográfica del interior de la Tierra, como una tomografía computarizada.

Los investigadores también calcularon cómo la presencia de esta corteza inferior densa alteraría las tensiones que provocan los terremotos. Las rocas densas de mayor gravedad empujan la tierra circundante hacia adentro y hacia abajo. Ya, la Cordillera del Atlántico Medio, que se extiende por el medio del Océano Atlántico, se está extendiendo y ejerciendo presión sobre la placa de América del Norte, empujándola hacia el oeste. Pero las rocas de alta densidad debajo del NMSZ redirigen esa presión hacia abajo, colocando las fallas en la zona de grietas enterradas bajo una presión significativamente mayor que el terreno circundante. En las condiciones adecuadas, esa presión puede liberarse como un terremoto.

Sin embargo, identificar posibles desencadenantes de terremotos es más difícil, y los investigadores sugieren que los terremotos pueden desencadenarse por cualquier número de factores. Entre 16, 000 y 10, 000 años atrás, por ejemplo, la evidencia geológica sugiere que la región se volvió sísmicamente activa después de que el río Mississippi erosionó demasiado suelo del suelo. Sin el peso del suelo, las fallas que se habían bloqueado en su lugar no estaban bloqueadas y podían liberar energía a través de terremotos.

Los expertos dicen que el trabajo podría usarse para explicar por qué algunas áreas son más propensas a los terremotos inducidos por los humanos, como Oklahoma, que ahora ve más terremotos que California. Las actividades relacionadas con el fracking podrían ser más propensas a desencadenar un terremoto en un área que ya estaba bajo estrés, según Roland Bürmann, un geofísico de la Universidad de California, Berkeley. "Creo que el enfoque que [los autores] adoptan aquí es útil para aplicar eso", dice.

Además, el enfoque podría usarse para identificar regiones que están naturalmente bajo estrés y propensas a terremotos. Levandowski sugiere que utilizando técnicas similares, el USGS podría encontrar otras fallas vulnerables que no hayan producido un terremoto en la historia registrada. Aunque Powell aprueba el análisis de New Madrid del equipo, es escéptica de su aplicación más amplia, en parte porque cada una de estas zonas sísmicas es única. `` Creo que va a tomar un cuidadoso estudio e investigación para realmente resolver lo que estamos viendo '', dice ella.