En 2008, científicos del Centro de Geociencias (CGeo) de la UNAM, con sede en Juriquilla, Querétaro, se percataron de que una de las peculiaridades del volcán El Chichón, en Chiapas, es que su posición intersecta (del inglés intersect dos líneas o dos superficies que se cortan o cruzan entre sí) con la traza de la zona de fractura oceánica de Tehuantepec.
Luego, vieron que otros centros volcánicos del mundo se intersectan con zonas de fractura oceánica. Con esa observación, en apariencia sencilla, comenzaron a trabajar y desarrollar un modelo matemático que los llevó a un gran descubrimiento: esos lugares juegan un papel fundamental allá abajo, a profundidades muy grandes de la Tierra, como a ~ (aproximadamente) 120 kilómetros o más, donde producen cambios significativos en el mecanismo de origen de los volcanes.
El hallazgo, dado a conocer recientemente en la publicación Nature Communications, desvela peculiaridades que iluminan el origen profundo del vulcanismo, indicó Vlad C. Manea, integrante del CGeo y primer autor del artículo.
“Eso tiene implicaciones a nivel mundial, porque cambia la visión de cuál es el efecto de las zonas de fractura oceánica sobre el vulcanismo, pues hasta la fecha no se había pensado que podían jugar un papel tan importante”, apuntó el científico.
México es un país asentado sobre varias placas tectónicas, entre ellas, las más destacadas son las de Cocos y Rivera, que subducen (se hunden) debajo de la costa del Pacífico y producen actividad sísmica y volcánica relevante.
Las placas oceánicas en el planeta tienen varios rasgos significativos, explicó el universitario: están formadas por bloques con cierta edad tectónica y los límites entre ellos se llaman zonas de fractura, que se observan en su superficie y se subducen por debajo de los continentes.
No obstante, hasta ahora no se había indagado cuál puede ser el efecto de esas áreas para el vulcanismo y, en particular, para la sismicidad. Se trata de sitios también conocidos como zonas de debilidad, donde se infiltra el mar a las rocas del manto litosférico, mismas que se transforman en un tipo denominado serpentinita, que es una roca metamórfica muy dúctil y trae consigo mucha agua.
“Nuestra especialidad es modelado numérico asistido por supercomputadora; así, hicimos uno numérico de última generación y de muy alta resolución, donde se acoplaron la propagación de calor y el comportamiento mecánico de las placas oceánicas con la petrología en un sólo modelado numérico de tres dimensiones, más el tiempo”.
Esta labor se realizó durante dos años en la máquina de cálculo paralelo del CGeo, la supercomputadora Horus, diseñada para ese tipo de simulaciones numéricas avanzadas. Se trata de un instrumento que permite acoplar las matemáticas, la física, petrología y geoquímica, por un lado, y la programación y cómputo de alto rendimiento, por el otro, con el propósito de estudiar lo que de manera directa es imposible: el interior de nuestro planeta.
De ese modo, a finales de 2012 concluyeron que las zonas de fractura “serpentinizadas”, una vez que entran en subducción, localizan el fundido parcial en el manto y, como consecuencia, se originan “plumas del manto hidratadas”, anomalías termo-químicas responsables del comienzo de algunos volcanes, como El Chichón.
Un aspecto relevante para el modelo fue “asegurarnos que los resultados son respaldados por las observaciones”. Para ello, Manea y sus colaboradores recopilaron bases de datos muy grandes a escala mundial para determinar si existía un trazador en particular que pudiera establecer si la cantidad de agua, donde se subducen zonas de fractura, es mayor que en las regiones adyacentes.
Hemos reunido información para México y otras zonas de fractura mayores en el mundo, como Chile, Estados Unidos y las Islas Aleutianas, en el norte de América. En todas ellas se observa un aumento en la concentración de un trazador geoquímico llamado boro. “Es un elemento geoquímico importante que se usa como trazador de fluidos, es decir, donde hay un aumento en la concentración de boro, hay un incremento de fluido”.
Así, es posible ver que en zonas de subducción en donde hay áreas de fractura oceánicas, hay aumentos o “picos” de boro, uno de los mejores rastreadores de lugares enriquecidos en fluidos.
Con base en estos resultados, el equipo científico –formado también por investigadores de la Rice University, en Estados Unidos, y del Swiss Federal Institute of Technology, de Zurich, Suiza– pretende analizar el efecto de los sitios de fractura sobre la sismicidad, en especial, en la llamada brecha sísmica, localizada en el Istmo de Tehuantepec, donde no se han producido terremotos de subducción grandes desde hace más de 100 años.
“Queremos extender la aplicación de esos modelos y analizar si las zonas de fractura oceánica controlan la sismicidad asociada a las brechas sísmicas”, remarcó.
Por último, el científico agradeció a la UNAM y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología el apoyo financiero brindado para contar con la infraestructura que hace posible este tipo de investigación.
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