Sismos de largo periodo vinculados a las emisiones mantélicas de CO2 de Mefite D’Ansanto (Italia)

Rugidos ocultos bajo un valle tranquilo

En un remoto valle del sur de Italia, un lago inquietante exhala silenciosamente grandes cantidades de dióxido de carbono procedente de las profundidades de la Tierra. Aunque el paisaje parece apacible, instrumentos sensibles revelan leves y rítmicos temblores en el suelo. Este estudio explora esas sutiles sacudidas —llamadas sismos de largo periodo— para desentrañar cómo interactúan el gas ascendente y el agua subterránea en las rocas de abajo, y qué podría significar esto tanto para los riesgos locales como para nuestra comprensión general de cómo los fluidos profundos de la Tierra influyen en los terremotos.

Un laboratorio natural del aliento profundo de la Tierra

Mefite D’Ansanto, foco del estudio, es una de las mayores fuentes naturales conocidas de dióxido de carbono de origen mantélico que aflora en la superficie terrestre. El gas escapa a través de respiraderos y un pequeño lago que burbujea, situado sobre capas de roca dobladas y falladas entre dos regiones sísmicamente activas de los Apeninos meridionales. Trabajos previos habían mostrado que la zona está constantemente «zumbando» con temblor hidrotermal: una vibración continua y de bajo nivel asociada al flujo de gas y fluidos en el subsuelo. Sobre ese ruido de fondo, los investigadores notaron breves estallidos de baja energía que se veían distintos: trenes de ondas cortos, de solo unos segundos, con tonos simples concentrados entre aproximadamente 0,7 y 7 hertz. Estas señales se asemejaban a los eventos de largo periodo típicamente observados en volcanes activos, pese a que Mefite no presenta magma en la superficie.

Escuchando notas subterráneas que se repiten

El equipo desplegó una pequeña red de sismómetros alrededor de los respiraderos durante varios meses en 2021 y utilizó un evento particularmente claro como «plantilla» para buscar señales similares en las grabaciones continuas. Mediante una cuidadosa correlación cruzada de la forma de onda elegida con los datos y un cribado por amplitud, construyeron un catálogo de casi un millar de sismos de largo periodo coincidentes en la estación más cercana al lago, y cientos más en estaciones próximas. Una técnica avanzada de separación de señales, el Análisis de Componentes Independientes, mostró que estos eventos contienen de forma consistente dos bandas tonales principales: una alrededor de 2–4 hertz, similar al temblor siempre presente, y otra cerca de 6,5–7,5 hertz que destaca como una contribución casi monocorde. Este patrón sugiere que los sismos representan un proceso fuente específico que puede cambiar entre diferentes «modos» de vibración.

Grietas, burbujas y rocas que suenan

Para investigar qué podría estar vibrando, los investigadores analizaron cómo se atenúan las señales en el tiempo mediante un método conocido como análisis de Sompi. Los tonos dominantes, entre aproximadamente 3,5 y 10 hertz, decaen rápidamente, lo que indica un bajo «factor de calidad», sello distintivo de un resonador disipativo como el movimiento de fluidos en una grieta áspera. Combinando estos valores con fórmulas físicas sencillas, dedujeron la existencia de grietas llenas de fluido de unos pocos metros de longitud pero solo fracciones de milímetro de ancho, situadas a unos 40 metros por debajo de la superficie, más profundas que las principales fuentes del temblor continuo. Un cálculo independiente de resonancia de burbujas sugiere que el tamaño efectivo de los parches de gas en el agua está en el orden de varios centímetros, comparable al tamaño de los respiraderos hoy visibles en el lecho del lago seco. Todas las líneas de evidencia apuntan a agua rica en CO₂ vibrando dentro de fracturas estrechas mientras las burbujas de gas se forman, crecen y oscilan.

Ondas mixtas en su camino a la superficie

El equipo también examinó cómo se mueve el suelo durante cada evento. En la estación más cercana, muchos de los sismos más fuertes muestran un movimiento de partícula casi en línea recta apuntando de vuelta hacia el lago, rasgo característico de ondas compresionales que viajan más rápido a través de la roca. Más lejos, el movimiento se vuelve más elíptico, indicando una creciente contribución de ondas superficiales que ondulan a lo largo de la cubierta terrestre. Midiendo diminutos retardos temporales entre estaciones y empleando una imagen de velocidades sísmicas someras del subsuelo, los autores concluyeron que los sismos de largo periodo están compuestos por una mezcla de ondas internas y ondas superficiales que viajan a través de rocas estratificadas y portadoras de agua. Sus velocidades aparentes y direcciones son consistentes con una fuente compacta bajo los respiraderos, más que con terremotos lejanos.

Por qué importan estos suaves sismos

En conjunto, el estudio muestra que los inusuales sismos de largo periodo en Mefite D’Ansanto no son mini-terremotos tectónicos, ni simple ruido, sino el resonar rítmico de agua cargada de gas en grietas estrechas, aproximadamente a 40 metros bajo el lago burbujeante. Los cambios de presión en la mezcla ascendente de CO₂ y agua parecen impulsar el sistema: cuando la presión aumenta lo suficiente, las fracturas y las nubes de burbujas responden como instrumentos naturales, emitiendo brevemente tonos de baja frecuencia que los sismómetros pueden registrar. Dado que se piensa que el mismo gas de origen profundo influye en terremotos regionales mayores, el seguimiento de estas señales sutiles podría ofrecer una nueva manera de vigilar cómo se mueven los fluidos a través de la corteza. Mefite, por tanto, sirve como un raro sitio de ensayo no volcánico donde los científicos pueden observar —y escuchar— el aliento profundo de la Tierra mientras sacude el suelo en silencio.

Cita: Cusano, P., Morabito, S., Petrosino, S. et al. Long period quakes linked to Mefite D’Ansanto (Italy) mantellic CO₂ emissions. Sci Rep 16, 12453 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42564-2

Palabras clave: sismicidad de largo periodo, desgasificación de CO2, temblor hidrotermal, grietas llenas de fluidos, Apeninos meridionales