Grandes terremotos megasubducción en rincones fríos de cuña del manto bajo el facies de blueschisto con lawsonita

Por qué importan los terremotos profundos

La mayoría de la gente imagina que los terremotos fracturan la corteza terrestre a poca profundidad bajo nuestros pies. Pero algunos de los temblores más potentes del planeta se producen en rocas a más de 50 km de profundidad, donde las temperaturas y presiones son extremas. Este artículo explora por qué pueden ocurrir terremotos inusualmente grandes a tanta profundidad en ciertas zonas de subducción —donde una placa tectónica se hunde bajo otra— y muestra que un tipo particular de sedimento marino transformado podría ser la clave.

Dónde suelen detenerse los grandes terremotos

En muchas zonas de subducción bien estudiadas, como frente a Japón o en el noroeste del Pacífico, los grandes terremotos «megathrust» tienden a ocurrir sólo hasta cierta profundidad. Por debajo de aproximadamente 350 °C o cerca del límite entre la corteza y el manto, las rocas por lo general se deforman de forma demasiado fluida para generar grandes rupturas. En lugar de fracturas súbitas, se producen deslizamientos lentos o eventos débiles y continuos llamados resbalones lentos y temblores. Este límite de profundidad ha condicionado cómo los científicos estiman el tamaño de futuros terremotos y tsunamis.

Un enigma en zonas de subducción frías

Sin embargo, varios terremotos recientes desafían esta regla. El terremoto de magnitud 8.1 en 2021 en Kermadec y eventos profundos de magnitud ~7 bajo el norte de Chile y la trinchera de Japón rompieron mucho más abajo del punto de parada habitual, dentro de una región llamada el rincón de la cuña del manto. Estas áreas están donde la placa descendente se dobla bajo el manto suprayacente, en zonas de subducción relativamente frías donde las rocas se transforman en tipos de «blueschisto» de baja temperatura. La frecuencia de terremotos profundos allí sugiere que, bajo las condiciones adecuadas, partes de la interfaz profunda entre placas pueden comportarse de forma sorprendentemente frágil, favoreciendo los terremotos.

Una mirada más cercana al sedimento marino transformado

Para investigar este comportamiento, los autores probaron una roca llamada metagraywacke—un tipo común de sedimento marino subducido que ha sido comprimido y calentado hasta el facies de lawsonita blueschisto. Tomaron una muestra de la isla Santa Catalina en California, donde subducción antigua ha exhumado tales rocas. El análisis microscópico mostró una mezcla de cuarzo, feldespato y fragmentos ricos en minerales como lawsonita, clorita y anfíbol, consistente con condiciones de aproximadamente 330 °C y profundidades de alrededor de 37 kilómetros en un entorno de subducción frío. Esto hace que la muestra sea un sustituto realista del material que hoy se transporta hacia el interior en placas frías modernas como Kermadec y la trinchera de Japón.

Cómo falla la roca bajo esfuerzo

En el laboratorio, el equipo trituró la metagraywacke hasta obtener un polvo fino, lo colocó entre bloques de roca más rígida y lo sometió a corte bajo temperatura, presión y condiciones de agua controladas. Al cambiar súbitamente la velocidad de deslizamiento y seguir cómo evolucionaba la resistencia, pudieron distinguir cuándo el material tendía a deslizarse de forma estable frente a cuándo se volvía inestable—un ingrediente esencial para los terremotos. A bajas temperaturas, el material mayormente se endurecía al forzarlo a deslizarse más rápido, señal de comportamiento estable. A medida que la temperatura subió hacia el rango del lawsonita blueschisto con esfuerzos normales modestos, pasó a un régimen de «debilitamiento por velocidad», donde un deslizamiento más rápido reduce la resistencia y promueve un deslizamiento descontrolado. A presiones y temperaturas todavía más altas, el material comenzó a fluir de manera más dúctil, reduciendo su tendencia a fracturarse de forma frágil.

Conectando el laboratorio con fallas reales

Usando estas mediciones, los autores construyeron un modelo de fricción que captura cómo responde esta roca sedimentaria a lo largo de un amplio rango de profundidades, temperaturas y velocidades de deslizamiento. Luego aplicaron el modelo a perfiles realistas de temperatura y presión para la zona de subducción de Kermadec y la trinchera de Japón. Los cálculos sugieren que, a lo largo de la interfaz de placas donde está presente metasedimento portador de lawsonita, una amplia banda de profundidad permanece en el estado inestable de debilitamiento por velocidad incluso por debajo del límite corteza‑manto. Simulaciones numéricas del ciclo sísmico usando este comportamiento de la roca generan rupturas profundas repetidas con tamaños y profundidades comparables a eventos observados en Japón y Kermadec, lo que implica que tales rocas pueden, de hecho, alojar grandes terremotos megathrust en el rincón de la cuña del manto.

Qué significa esto para el riesgo sísmico

Para el público general, el mensaje clave es que el límite de profundidad de los grandes terremotos de subducción no está fijado únicamente por la temperatura o por entrar en el manto. También depende en gran medida de qué rocas recubren la frontera entre placas y cómo esas rocas han sido alteradas durante la subducción. En zonas frías donde metasedimentos ricos en lawsonita forman una capa continua a lo largo de la interfaz, las condiciones favorecen deslizamientos frágiles e inestables en un rango de profundidades mucho mayor del que se suponía. Esto significa que algunas trincheras pueden ser capaces de generar terremotos inesperadamente profundos y potentes, y que comprender los tipos de roca enterrados a lo largo de las interfaces de placas es esencial para evaluaciones de peligro sísmico más precisas.

Cita: Zhang, H., Barbot, S., Yang, Z. et al. Large megathrust earthquakes in cold mantle wedge corners under lawsonite blueschist facies. Nat Commun 17, 4007 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70315-4

Palabras clave: megacorteza de subducción, terremotos profundos, lawsonita blueschisto, cuña del manto, fricción de falla