Estructura fina de la losa y mecanismo de los terremotos profundos bajo el centro de Japón

Terremotos donde las rocas no deberían romperse

La mayoría de los terremotos ocurre cerca de la superficie terrestre, donde las rocas frías y frágiles pueden fracturarse. Sin embargo, algunos de los temblores más fuertes se producen a cientos de kilómetros de profundidad, en regiones tan calientes y sometidas a tanta presión que las rocas deberían fluir en lugar de romperse. Este estudio se adentra bajo el centro de Japón para mapear la estructura oculta de una placa oceánica hundiéndose y revela cómo cambios sutiles en los minerales y trazas de agua podrían desencadenar estos misteriosos terremotos profundos.

Un vecindario activo en lo profundo bajo Japón

El centro de Japón se sitúa en una encrucijada geológica donde varias placas tectónicas colisionan y se hunden unas bajo otras. Una porción antigua y fría del fondo del océano Pacífico se está hundiendo bajo Japón, formando una gigantesca losa de roca que se adentra en el manto terrestre. Dado que Japón cuenta con una densa red de sismómetros sensibles y décadas de registros sísmicos de alta calidad, esta región es un laboratorio natural ideal para estudiar cómo y dónde se producen los terremotos profundos en el seno de la losa en subducción.

Ver el interior de una placa que se hunde

Los autores analizaron 572 terremotos con profundidades mayores de 300 kilómetros registrados por más de un centenar de estaciones sísmicas. Usando una técnica avanzada de imagen llamada tomografía de doble diferencia, rastrearon la velocidad de distintos tipos de ondas sísmicas al atravesar la losa. Las variaciones en la velocidad de las ondas revelan cambios en las propiedades de las rocas, de forma análoga a como las tomografías médicas muestran estructuras dentro del cuerpo humano. Las nuevas imágenes muestran una llamativa banda de baja velocidad dentro de la losa del Pacífico a profundidades de aproximadamente 330 a 380 kilómetros, intercalada entre regiones de velocidad mayor por arriba y por debajo. Este patrón de tres capas es mucho más fino de lo que los modelos previos podían resolver.

Una lengua oculta de transformación retrasada

Para interpretar estos patrones, el estudio se centra en el olivino, un mineral verde común que domina el manto superior de la Tierra. Bajo grandes presiones, el olivino debería transformarse en formas más densas. Pero en losas muy frías el cambio puede retrasarse, dejando un núcleo de olivino en «desequilibrio» conocido como cuña metastable. Los resultados de la tomografía concuerdan con esta idea: la capa media de baja velocidad probablemente marca una zona con forma de lengua donde el olivino está transformándose activamente, mientras que las capas por encima y por debajo albergan formas minerales más estables. Diferencias sutiles entre las velocidades de las ondas sugieren también que hay pequeñas cantidades de agua alrededor de esta zona metastable, incluso a estas profundidades extremas.

Agua, compresión y ruptura descontrolada

El equipo examinó además cómo la losa se está comprimiendo y estirando analizando numerosos mecanismos focales de los terremotos, que registran cómo se produjo el deslizamiento en cada evento. A profundidades intermedias, la losa está mayoritariamente en extensión, consistente con estudios anteriores que vinculan los terremotos allí con la descomposición de minerales ricos en agua. Por debajo de unos 300 kilómetros, sin embargo, el estado de esfuerzo se invierte: la losa se encuentra comprimida a lo largo de su eje. En ese dominio más profundo, los autores sostienen que pequeños bolsillos de olivino en el borde de la cuña metastable colapsan súbitamente en minerales más densos bajo compresión, formando «anticlausuras» que pueden conectarse para generar fallas. Los pequeños terremotos probablemente se inician alrededor del borde de la cuña, donde algunos minerales portadores de agua se deshidratan y aceleran esta transformación. A medida que estas rupturas crecen, pueden propagarse hacia el interior más seco de la cuña e incluso más allá, produciendo terremotos de foco profundo de mayor magnitud.

Por qué importan estos terremotos profundos

El estudio concluye que los terremotos profundos bajo el centro de Japón se explican mejor por un proceso combinado: transformaciones minerales en una cuña fría y metastable de olivino, potenciadas por la deshidratación a gran profundidad y guiadas por el modo en que la losa está sometida a esfuerzos. Este trabajo ofrece una de las imágenes más nítidas hasta la fecha de esa cuña oculta y su estratificación interna, conectando la física de los minerales, el agua en el interior profundo de la Tierra y los patrones reales de sismicidad. Aunque los detalles pueden variar en otras zonas de subducción, los resultados acercan a los científicos a una explicación general de cómo las rocas logran romperse en lugares donde, según las reglas ordinarias, deberían simplemente deformarse.»

Cita: Zhang, X., Jiang, G., Zhao, D. et al. Fine slab structure and mechanism of deep earthquakes beneath central Japan. Commun Earth Environ 7, 256 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03280-x

Palabras clave: terremotos de foco profundo, zonas de subducción, fosa de Japón, cuña metastable de olivino, tomografía sísmica