La sección de cámara lenta del error de San Andreas podría no ser inofensiva después de todo

La mayoría de la gente ha oído hablar de la falla de San Andrés. Es la bestia de 800 millas de ancho que atraviesa California de sur a norte, donde dos placas tectónicas se rozan lentamente entre sí, amenazando con causar grandes terremotos.

Menos conocido es el hecho de que San Andreas consta de tres divisiones principales que pueden moverse de forma independiente. En estas tres placas, las placas intentan cruzarse en direcciones opuestas, como dos manos que se frotan entre sí. En las secciones sur y norte, las placas están bloqueadas la mayor parte del tiempo, pegadas en una peligrosa vuelta inmóvil. Esto provoca estrés que se acumula durante años, décadas o siglos. Finalmente llega el punto de quiebre; Los dos lados se balancean uno detrás del otro salvajemente, y allí Terremoto. Sin embargo, en la sección central, que separa las otras dos capas, las dos placas se deslizan entre sí a una velocidad constante de 26 mm cada año. Esto evita que se acumulen tensiones y no hay grandes terremotos. Esto se llama fluencia sísmica.

Al menos esa es la historia que la mayoría de los estudiosos han contado hasta ahora. Ahora, un estudio de rocas excavadas a casi dos millas debajo de la superficie indica que la sección central ha albergado muchos grandes terremotos, incluyendo algunos que habrían sido bastante recientes. El estudio, que utiliza nuevos métodos de análisis químico para medir el calentamiento de las rocas durante los terremotos prehistóricos, acaba de aparecer en la edición en línea de la revista. geología.

«Esto significa que podemos tener terremotos más grandes en la parte central de lo que pensábamos», dijo la autora principal Genevieve Covey, quien realizó la investigación como estudiante graduada en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia. «Tenemos que darnos cuenta de que existe esta posibilidad, y que no siempre es solo un avance constante».

Las amenazas de San Andreas son muchas. La sección norte albergó el catastrófico terremoto de San Francisco de 1906 de magnitud 7,9, que mató a 3.000 personas y arrasó la mayor parte de la ciudad. Además, el terremoto M6.9 Loma Prieta de 1989, que mató a más de 60 personas y colapsó una importante carretera elevada. La parte sur provocó el terremoto M6.7 Northridge de 1994 cerca de Los Ángeles, que mató a unas 60 personas. Muchos estudiosos creen que acumula la energía para un evento en la escala de 1906.

Por el contrario, la sección central parece inofensiva. Se sabe que solo una pequeña área, cerca de su extremo sur, causa terremotos reales. Allí, 6 eventos de tamaño 6, no tan graves para la mayoría de los estándares, ocurren aproximadamente cada 20 años. Debido a su regularidad, los científicos que esperan estudiar pistas que puedan indicar un próximo terremoto han establecido un importante observatorio sobre la falla cerca de Parkfield. Cuenta con un pozo con una profundidad de 3,2 kilómetros de donde se extrajo el núcleo de roca y herramientas de monitoreo por encima y por debajo del suelo. Covey y sus colegas fueron una roca cerca del fondo del pozo que analizaron.

Falla de San Andrés en California. La sección central ‘progresiva’, objeto de un nuevo estudio, está en amarillo. Las rocas fueron muestreadas casi dos millas por debajo del Observatorio de Profundidad de la Falla de San Andrés, o SAFOD, marcado con la estrella roja. Crédito: Adaptado de Coffey et al. , geología2022

Cuando las fallas sísmicas se deslizan, la fricción a lo largo de las partes móviles puede hacer que las temperaturas aumenten cientos de grados por encima de las rocas circundantes. Esto cocina las rocas, cambiando la composición de los compuestos orgánicos en cualquier formación sedimentaria a lo largo del camino de la falla. Recientemente, los coautores del estudio, Pratigya Polissar y Heather Savage, descubrieron cómo aprovechar estos supuestos biomarcadores, utilizando estructuras modificadas para mapear terremotos prehistóricos. Estimación de la distancia recorrida por el error; A partir de esto, pueden aproximarse a las magnitudes de los terremotos resultantes. En Lamont-Doherty, refinaron el método en el noreste de los Estados Unidos, Alaska y más allá de Japón.

En el nuevo estudio, los investigadores encontraron muchas de estas composiciones variables en un grupo de rocas sedimentarias altamente turbulentas ubicadas entre 3192 y 3196 metros debajo de la superficie. En general, dicen que la materia negra y desmenuzable muestra signos de más de 100 terremotos. En la mayoría de los casos, el insecto parece haber saltado más de 1,5 metros (5 pies). Esto se traduciría en un terremoto de al menos una magnitud de 6,9, del tamaño de los devastadores eventos de Loma Prieta y Northridge. Los investigadores dicen que muchos de ellos podrían haber sido más grandes, porque su método para estimar la magnitud del terremoto aún está en desarrollo. Dicen que los terremotos a lo largo de la parte central pueden haber sido similares a otros grandes eventos de San Andreas, incluidos los terremotos que devastaron San Francisco.

El actual modelo oficial de riesgo de terremotos de California, utilizado para determinar los códigos de construcción y las tarifas de los seguros, incluye la posibilidad remota de una ruptura importante en la sección central. Pero la inclusión de esta posibilidad, a la que se llegó mediante cálculos matemáticos, fue controvertida, ya que no hay evidencia de tal evento previo. El nuevo estudio parece ser el primero en informar que tales terremotos realmente ocurren aquí. Los autores dicen que pueden haberse originado en la sección media o, más probablemente, pueden haber comenzado en el norte o el sur y migrar por el medio.

Entonces, ¿cuándo ocurrieron estos terremotos? Las trincheras excavadas por antiguos sismólogos en la sección central no revelaron capas de suelo turbulento que indicarían terremotos que rompieron la superficie en los últimos 2000 años, casi el límite de detección con este método en esta región. Pero 2000 años es un abrir y cerrar de ojos en términos geológicos. Las excavaciones pueden pasar por alto cualquier cantidad de terremotos que no necesariamente hayan roto la superficie en lugares específicos.

Los investigadores utilizaron una segunda técnica nueva para abordar esta pregunta. Los biomarcadores se encuentran en rangos muy estrechos, desde microscópicos hasta unos pocos centímetros. A solo unas pocas pulgadas o unos pocos pies de distancia, las rocas se calientan lo suficiente como para expulsar parte o la totalidad del gas argón que está naturalmente presente allí. Para los autores, otros científicos han utilizado durante mucho tiempo la relación entre potasio radiactivo y argón, en la que el potasio se descompone lentamente, para medir la edad de las rocas. Cuanto más argón comparado con potasio, más avanzada es la roca. Por lo tanto, si parte o todo el argón es expulsado por el calor del terremoto, el «reloj» radiactivo se reinicia y las rocas parecen más pequeñas que las similares en las cercanías. Roca eso no estaba caliente.

Esto es exactamente lo que encontró el equipo. Los sedimentos que estudiaron se formaron hace decenas de millones de años en la antigua cuenca del Pacífico que estaba sumergida bajo California. Sin embargo, las edades de las rocas que rodean las zonas de deslizamiento delgado parecen ser menores de 3,2 millones de años con un reloj de potasio-argón. Esto establece un marco de tiempo, pero es solo vago, porque los científicos aún no saben cómo juzgar la cantidad de argón expulsado y, por lo tanto, qué tan preciso es restablecer el reloj. Esto significa que 3,2 millones de años es solo el límite superior de la edad de los últimos terremotos, dijo Covey. De hecho, algunos de ellos podrían haber ocurrido hace unos cientos o miles de años, dijo. El grupo ahora está trabajando en un nuevo proyecto para mejorar las interpretaciones de la edad.

“En última instancia, nuestro trabajo indica el potencial de terremotos de mayor fuerza en el centro de California y destaca la importancia de incluir el centro [San Andreas Fault] y otros errores progresivos en el análisis de riesgos sísmicos”, escribieron los autores.

William Ellsworth, un geofísico de la Universidad de Stanford que dirigió la investigación en el sitio de perforación, señaló que si bien un terremoto potencialmente grande está incluido en la evaluación de riesgo oficial del estado, «la mayoría de los sismólogos creen que ocurre raramente, ya que la tensión tectónica no se acumula a niveles significativos». tasas, en todo caso.» , en este tiempo «.

El estudio abre nuevos horizontes, dijo Morgan Page, un sismólogo del USGS que participó en la evaluación de riesgos. «La sección de deslizamiento es un lugar difícil para hacer paleontología, porque la evidencia de terremotos puede borrarse fácilmente con el deslizamiento», dijo. «Si esto continúa, esta es la primera evidencia de una gran ruptura sísmica en esta parte de la falla». Dijo que si un gran terremoto podía atravesar la sección progresiva, eso significaba que era posible, aunque las probabilidades serían remotas, que uno comenzara en el extremo sur de San Andreas, viajara a través de la sección media y continuara todo el recorrido. hasta el final de la sección norte, el llamado «grande» sobre el que a la gente le gusta especular. «Estoy entusiasmada con esta nueva evidencia y espero que podamos usarla para restringir mejor esta parte de nuestro modelo», dijo.

¿Cuánto debería preocupar esto a los californianos? «La gente no debería alarmarse», dijo Stephen Cox, geólogo y coautor del estudio. «Los códigos de construcción de California son muy buenos en este momento. Los eventos sísmicos son inevitables. Un trabajo como este nos ayuda a descubrir el mayor evento posible y ayuda a todos a prepararse».

Presentado por la Escuela de Clima de Columbia