Científicos descubren un mecanismo oculto que explicaría cómo se originan los terremotos: un proceso silencioso

Los terremotos no comienzan con el movimiento brusco que las personas sienten bajo sus pies. Antes de que una falla libere una enorme cantidad de energía, puede existir una etapa silenciosa en la que una pequeña zona de la superficie interna empieza a romperse de forma lenta. Un estudio revela cómo ese proceso puede transformarse de manera repentina en una fractura rápida capaz de generar ondas sísmicas.

La investigación, publicada en Nature, combina experimentos de laboratorio y cálculos teóricos para explicar: ¿cómo crea la naturaleza la grieta que luego se convierte en un terremoto? Los científicos muestran que esa transición depende de cómo crece la zona inicial de fractura y de la energía disponible en la interfaz.

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Un movimiento lento que precede a la ruptura

Cuando dos placas tectónicas se desplazan en sentidos opuestos, las fuerzas que intentan moverlas pueden quedar bloqueadas por una zona frágil de la falla. La tensión aumenta hasta que esa interfaz comienza a romperse. Sin embargo, la fractura no aparece de forma instantánea.

"El proceso de fractura no ocurre de repente. Primero, debe formarse una grieta", explicó en Live Science, Jay Fineberg, físico de la Universidad Hebrea de Jerusalén. Su equipo reprodujo este proceso con láminas de polimetilmetacrilato, un material plástico conocido como plexiglás, sometidas a fuerzas laterales similares a las que actúan en una falla de deslizamiento, como la de San Andrés.

Los investigadores ya habían identificado una fase previa denominada frente de nucleación, una especie de semilla de la futura grieta que avanza a una velocidad mucho menor que una fractura convencional. Durante esta etapa no existe una liberación suficiente de energía cinética hacia el material que permita generar las ondas asociadas a un terremoto.

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La clave está en una fractura que cambia de dimensión

El nuevo trabajo permitió resolver una dificultad que había desconcertado al equipo. Los cálculos mostraron que el frente de nucleación no debía representarse como una simple línea, sino como una zona o parche que crece dentro del plano de contacto entre las dos superficies.

Esa diferencia resulta fundamental. Mientras el área fracturada permanece dentro de la región frágil, la energía necesaria para ampliar la ruptura aumenta con su perímetro. Por eso, la expansión permanece lenta y no provoca una liberación repentina de energía.

Según Fineberg, este mecanismo puede aplicarse a distintos materiales porque la física que controla el proceso es la misma. "El material que compone las placas en contacto no importará. El mismo proceso físico tendrá lugar en ambos casos", señaló el investigador.

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El momento en que la energía provoca el terremoto

El cambio decisivo ocurre cuando el parche de fractura supera los límites de la zona frágil. A partir de ese punto, el costo energético necesario para crear una nueva superficie rota deja de aumentar de la misma manera. El sistema pasa entonces de un equilibrio energético a una situación con energía sobrante.

"Esta energía adicional provoca ahora el movimiento explosivo de la grieta", explicó Fineberg. La fractura acelera con rapidez y puede alcanzar velocidades cercanas a la del sonido, lo que libera energía cinética y produce las ondas sísmicas responsables de las sacudidas.

El hallazgo abre una posibilidad de investigación: identificar señales que indiquen el paso de una fase asísmica a otra sísmica antes de una ruptura. En una falla natural, sin embargo, esa tarea resulta mucho más difícil, porque algunas presentan movimientos lentos durante largos periodos sin que ocurra un terremoto.