La causa obvia del tsunami: el terremoto ocurrió en una zona de subducción, donde la placa tectónica subyacente al Océano Pacífico estaba tratando de deslizarse por debajo de la placa continental contigua que sostenía a Japón y otras masas de tierra. Las placas habían estado en gran parte pegadas unas contra otras durante siglos, y se acumuló presión. Finalmente, algo cedió. Cientos de millas cuadradas de fondo marino de repente se tambalearon horizontalmente unos 160 pies, y se empujaron hacia arriba hasta 33 pies. Los científicos llaman a esto terremotos. Como una mano agitaba vigorosamente bajo el agua en una bañera, el tambaleo se propagaba a la superficie del mar y se traducía en olas. A medida que se acercaban a aguas costeras poco profundas, su energía se concentraba y crecían en altura. El resto es historia.
Pero los científicos pronto se dieron cuenta de que algo no cuadraba. Los tamaños de los tsunamis tienden a reflejar las magnitudes de los terremotos en una escala predecible; este produjo olas tres o cuatro veces más grandes de lo esperado. Unos meses más tarde, los científicos japoneses identificaron otra falla altamente inusual a unas 30 millas más cerca de la costa que parecía haberse movido en tándem con el megatransporte. Esta falla, razonaron, podría haber magnificado el tsunami. Pero no podían decir exactamente cómo se desarrolló allí. Ahora, un nuevo estudio en la revista Nature Geoscience da una respuesta, y una posible visión de otras áreas en riesgo de tsunamis de gran tamaño.
Los autores del estudio, con sede en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, examinaron una amplia variedad de datos recopilados por otros investigadores antes y después del terremoto. Esto incluía mapas topográficos de los fondos marinos, sedimentos de pozos submarinos y registros de choques sísmicos, aparte de la megatrust.
La falla inusual en cuestión es una llamada falla extensional, una en la que la corteza terrestre se separa en lugar de ser empujada. Siguiendo el megatruz, el área alrededor de la falla extensional se movió unos 200 pies hacia el mar, y una serie de escarpes de 10 a 15 pies de altura se pudo ver allí, lo que indica una ruptura repentina y poderosa. El área alrededor de la falla extensional también era más cálida que el fondo marino circundante, lo que indica la fricción de un movimiento muy reciente, lo que sugiere que la falla extensional se había soltado cuando golpeó el megatruz. Esto, a su vez, habría aumentado el poder del tsunami.
De hecho, las fallas extensionales son comunes alrededor de las zonas de subducción, pero solo en las placas oceánicas, no en las continentales superiores, donde se encontró esta. ¿Cómo llegó allí? Y, ¿podrían estas características peligrosas acechar en otras partes del mundo?
Los autores del nuevo artículo creen que la respuesta es el ángulo en el que la placa oceánica se sumerge bajo el continental; dicen que ha estado poco a poco a lo largo de millones de años. «La mayoría de la gente diría que fue la megatrust lo que causó el tsunami, pero nosotros y algunos otros estamos diciendo que puede haber habido algo más en el trabajo además de eso», dijo Lamont PhD. bar de estudiantes Oryan, el autor principal del artículo. «Lo nuevo aquí es que explicamos el mecanismo de cómo se desarrolló la falla.»
Los investigadores dicen que hace mucho tiempo, la placa oceánica se movía hacia abajo en un ángulo más pronunciado, y podía caer con bastante facilidad, sin perturbar el fondo marino en la placa continental superior. Cualquier falla extensional probablemente estaba confinada a la placa oceánica detrás de la zanja, la zona donde las dos placas se encuentran. Entonces, a partir de tal vez hace 4 o 5 millones de años, parece que el ángulo de subducción comenzó a disminuir. Como resultado, la placa oceánica comenzó a ejercer presión sobre los sedimentos encima de la placa continental. Esto empujó los sedimentos a una enorme y sutil joroba entre la zanja y la costa de Japón. Una vez que la joroba se hizo grande y lo suficientemente comprimida, estaba destinada a romperse, y eso fue probablemente lo que sucedió cuando el terremoto de megatrust sacudió las cosas. Los investigadores utilizaron modelos informáticos para mostrar cómo los cambios a largo plazo en la inmersión de la placa podrían producir cambios importantes en la deformación a corto plazo durante un terremoto.
Hay múltiples líneas de evidencia. Para uno, el material extraído de los pozos antes de que el terremoto muestran que los sedimentos habían empujado hacia arriba aproximadamente a mitad de camino entre la tierra y la zanja, mientras que los más cercanos a la tierra y la fosa había sido amainar-similar a lo que podría suceder si uno puso un pedazo de papel sobre una superficie plana y, a continuación, lentamente empujada desde lados opuestos. Además, las grabaciones de réplicas en los seis meses posteriores al gran terremoto mostraron decenas de terremotos de tipo falla extensional que alfombraban el lecho marino sobre la placa continental. Esto sugiere que la gran falla extensional es solo la más obvia; la tensión se estaba liberando por todas partes en terremotos más pequeños y similares en áreas circundantes, a medida que la joroba se relajaba.
Además, en tierra, Japón alberga numerosos volcanes dispuestos en un ordenado arco norte-sur. Estos son alimentados por magma generado 50 o 60 millas más abajo, en la interfaz entre la losa de subducción y la placa continental. Durante los mismos 4 a 5 millones de años, este arco ha estado migrando hacia el oeste, lejos de la trinchera. Dado que la generación de magma tiende a tener lugar a una profundidad bastante constante, esto se suma a la evidencia de que el ángulo de subducción se ha ido haciendo poco a poco más superficial, empujando la zona generadora de magma hacia el interior.
Roger Buck, geofísico y coautor de Lamont, dijo que el estudio y los anteriores en los que se basa tienen implicaciones globales. «Si podemos averiguar si el ángulo de subducción se mueve hacia arriba o hacia abajo, y ver si los sedimentos están sufriendo este mismo tipo de deformación, podríamos estar en mejores condiciones de decir dónde existe este tipo de riesgo», dijo. Los candidatos para tal investigación incluirían áreas frente a Nicaragua, Alaska, Java y otras en las zonas sísmicas del Anillo de Fuego del Pacífico. «Estas son áreas que importan a millones de personas», dijo.
