El agua juega un importante papel dentro del proceso del modelado de nuestro planeta. Esto se debe a que es capaz de penetrar en las capas más profundas de la Tierra y motivar la aparición de fenómenos extremos como terremotos o erupciones volcánicas
Lejos de lo que se pueda llegar a pensar, la Tierra, a lo largo de su historia, ha estado marcada por distintos procesos que han transformado su superficie constantemente.
Dentro de este juego, las placas tectónicas han jugado un importante papel como principales modeladoras. Sin embargo, los científicos acaban de afirmar que el agua, junto a otros volátiles, como dióxido de carbono o el azufre, también es de vital de importancia dentro de todos esos procesos.
Esto se debe a que en las zonas de subducción, esas regiones donde convergen dos placas litosféricas y una de ellas se hunde debajo de la otra, el agua consigue una vía de acceso al interior de la Tierra donde, al calentarse, motiva la aparición de fenómenos extremos como terremotos o sus secuelas oceánicas (tsunamis).
El agua del manto
Los científicos estiman que el manto de la Tierra contiene tanta agua como todos los océanos del planeta. No obstante, advierten que es muy difícil saber cómo se comporta toda esa agua. El motivo se debe a que la química del agua dulce y el agua salada difiere a temperaturas y presiones, por lo que se vuelve complicado determinar de qué forma reaccionara cada tipo de agua en las mismos contextos.
Las simulaciones mediante ordenadores de gran capacidad pueden servir como guía para entender todos estos procesos, sin embargo, aun queda un largo camino para desvelar todos los secretos.
«A medida que las placas viajan desde donde se fabrican por primera vez en las crestas oceánicas hasta las zonas de subducción, el agua de mar entra en las rocas a través de grietas, fallas y al unirse a minerales. Al llegar a una zona de subducción, la placa de hundimiento se calienta y se aprieta, lo que resulta en la liberación gradual de parte o la totalidad de su agua”, explica George Cooper, investigador honorario de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Bristol.
«A medida que se libera el agua, disminuye el punto de fusión de las rocas circundantes y genera magma. Este magma es flotante y se mueve hacia arriba, lo que en última instancia conduce a erupciones en el arco volcánico suprayacente. Estas erupciones son potencialmente explosivas debido a los volátiles contenidos en la masa fundida. El mismo proceso puede provocar terremotos y puede afectar propiedades clave como su magnitud y si desencadenan tsunamis o no», añade George Cooper.
La mayoría de los estudios se han centrado en la subducción a lo largo del Anillo de Fuego del Pacífico. Sin embargo, George Cooper y su equipo, para alcanzar sus conclusiones, se focalizaron en el arco volcánico de las Antillas Menores, ubicado en el borde oriental del Mar Caribe.
Exactamente dónde y cómo se liberan los volátiles y cómo modifican la roca huésped sigue siendo un área de intensa investigación
Para rastrear la influencia del agua a lo largo de la zona de subducción, los científicos estudiaron composiciones de boro e isótopos de inclusiones fundidas (pequeñas bolsas de magma atrapado dentro de los cristales volcánicos). Las “huellas dactilares” del boro revelaron que la serpentina mineral rica en agua, contenida en la placa de hundimiento, es un proveedor dominante de agua en la región central del arco de las Antillas Menores.
«Al estudiar estas mediciones a escala de micras es posible comprender mejor los procesos a gran escala. Nuestros datos combinados geoquímicos y geofísicos proporcionan la señal más clara hasta la fecha de que la estructura y la cantidad de agua de la placa de hundimiento están directamente conectadas a la evolución volcánica del arco y sus peligros asociados», informa Colin Macpherson, de la Universidad de Durham y coautor del estudio.
«Las partes más húmedas de la placa descendente son donde hay grietas importantes (o zonas de fractura). Al hacer un modelo numérico de la historia de la subducción de la zona de fractura debajo de las islas, encontramos un enlace directo a las ubicaciones de las tasas más altas de pequeños terremotos y bajas velocidades de onda de corte (que indican fluidos) en el subsuelo», señala el profesor Saskia Goes, coautor del estudio.
La historia de la subducción de zonas de fracturas ricas en agua también puede explicar por qué las islas centrales del arco son las más grandes y por qué, a lo largo de la historia geológica, han producido la mayor cantidad de magma.
«Nuestro estudio proporciona evidencia concluyente que vincula directamente las partes del ciclo de entrada y salida de agua y sus expresiones en términos de productividad magmática y actividad sísmica. Esto puede alentar estudios en otras zonas de subducción para encontrar tales estructuras de fallas portadoras de agua en la placa de subducción para ayudar a comprender los patrones en los riesgos de terremotos y volcánicos», concluye Cooper.
