Investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka identificaron en rocas de hace unos 15 millones de años señales de un proceso que habría reducido drásticamente la resistencia de una falla durante un terremoto. El hallazgo ayuda a explicar cómo algunos desplazamientos del fondo marino pueden alcanzar dimensiones extraordinarias.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Karem Díaz S.
Una antigua falla geológica conservada en la península de Boso, en Japón, ha permitido identificar un mecanismo que podría explicar por qué determinados terremotos submarinos producen desplazamientos excepcionalmente grandes y generan tsunamis destructivos. Investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka encontraron estructuras microscópicas y deformaciones en las rocas que indican que el material de la falla pudo comportarse temporalmente como un fluido durante un terremoto ocurrido hace aproximadamente 15 millones de años.
La investigación, encabezada por un equipo dirigido por el profesor Tetsuro Hirono y publicada en la revista científica Scientific Reports, plantea que el calor producido por la fricción durante el movimiento sísmico puede elevar la presión del agua atrapada entre los granos de roca y reducir considerablemente la resistencia al deslizamiento.
Este proceso, conocido como presurización térmica, podría favorecer movimientos mucho mayores a lo largo de una falla y, cuando ocurre bajo el océano en condiciones adecuadas, contribuir a un desplazamiento del fondo marino capaz de generar un tsunami.
El hallazgo no demuestra que todos los grandes tsunamis se produzcan mediante este mecanismo. Sin embargo, proporciona evidencias geológicas de un proceso físico que los científicos consideran relevante para comprender algunos terremotos de gran magnitud.
Una falla de 15 millones de años conserva señales de un terremoto
El equipo examinó afloramientos rocosos de la península de Boso, una región situada al sureste de Tokio, en la isla japonesa de Honshu. Estas rocas formaron parte de un antiguo ambiente submarino y conservaron deformaciones asociadas con movimientos tectónicos ocurridos millones de años atrás.
Los investigadores identificaron laminaciones onduladas, estructuras curvadas y formas semejantes a remolinos dentro del material de la falla.
Estas características resultaron especialmente importantes porque no corresponden únicamente a la deformación habitual de rocas sometidas a esfuerzos tectónicos. Su geometría sugiere que, durante el movimiento sísmico, el material experimentó un comportamiento comparable al flujo turbulento de un fluido.
El equipo denominó estas características estructuras semejantes a las producidas por un flujo turbulento.
Para evaluar su origen, los científicos realizaron análisis basados en la dinámica de fluidos, una disciplina que permite estudiar el movimiento y las propiedades de materiales líquidos o con comportamiento fluido.
Los resultados fueron compatibles con la hipótesis de que la presurización térmica había provocado una fluidización intensa de las arcillas presentes en la zona de falla.
La importancia del descubrimiento reside en que estas estructuras geológicas podrían conservar información sobre procesos extremadamente rápidos que normalmente resultan imposibles de observar directamente en el interior de la corteza terrestre.
El calor de la fricción puede convertir una falla en una superficie muy resbaladiza
Durante un terremoto, dos bloques de roca se desplazan uno respecto al otro a lo largo de una fractura geológica.
Ese movimiento genera fricción y puede producir un calentamiento intenso en una zona muy estrecha.
Si los poros de las rocas contienen agua y esta no consigue escapar con suficiente rapidez, el aumento de temperatura puede elevar la presión del fluido.
Al incrementarse esa presión, disminuye la fuerza efectiva que mantiene en contacto los materiales situados a ambos lados de la falla.
Como consecuencia, la resistencia al deslizamiento puede reducirse considerablemente.
En determinadas condiciones, el material arcilloso presente en la falla también puede perder parte de su comportamiento sólido y desplazarse de manera semejante a un fluido.
Los investigadores consideran que este proceso pudo ocurrir en la estructura antigua examinada en Japón.
Según explicó Hirono, los análisis sugieren que la viscosidad del material llegó a aproximarse a la del agua, lo que implicaría una reducción muy importante de su resistencia al movimiento.
Esta transformación habría actuado como una forma de lubricación dinámica, permitiendo que los bloques de roca continuaran desplazándose con menor oposición.
El resultado potencial sería un deslizamiento de gran amplitud, especialmente relevante cuando la ruptura alcanza sectores poco profundos de una zona de subducción.
Por qué este mecanismo podría aumentar el peligro de tsunami
Los tsunamis sísmicos se generan principalmente cuando un terremoto provoca un desplazamiento suficientemente importante de la columna de agua, generalmente mediante una deformación vertical del fondo oceánico.
La magnitud del terremoto es un factor relevante, pero no determina por sí sola la altura de las olas.
También influyen la profundidad de la ruptura, la geometría de la falla, la distribución del desplazamiento y las características del fondo marino.
Una ruptura que se extiende hacia sectores someros puede producir deformaciones especialmente importantes cerca de la superficie del océano.
Si la presurización térmica reduce intensamente la resistencia de la falla, podría facilitar un desplazamiento mayor del que ocurriría bajo condiciones de fricción más elevada.
Esta relación ayuda a comprender por qué algunos terremotos submarinos generan tsunamis mientras otros producen ondas relativamente pequeñas, incluso cuando ambos liberan cantidades importantes de energía.
Sin embargo, los científicos advierten que las estructuras antiguas no permiten calcular directamente la altura de un tsunami concreto.
El estudio identifica un mecanismo potencial de debilitamiento y deslizamiento de la falla, no una reconstrucción completa de las olas que pudieron producirse hace 15 millones de años.
El terremoto de Japón de 2011 ayuda a comprender la importancia del hallazgo
La investigación tiene especial interés por sus posibles implicaciones para el estudio de los grandes terremotos de subducción, como el ocurrido frente al noreste de Japón en marzo de 2011.
Aquel terremoto, de magnitud aproximada de 9,1 según la referencia utilizada por los investigadores, produjo una ruptura de gran extensión y un tsunami que devastó numerosos sectores de la costa japonesa.
Uno de los aspectos más estudiados del acontecimiento fue el enorme desplazamiento registrado cerca de la fosa oceánica.
Los científicos han propuesto diferentes mecanismos para explicar cómo una falla puede experimentar movimientos tan amplios en sectores donde tradicionalmente se consideraba que el comportamiento sísmico podía ser diferente al de las zonas más profundas.
La presurización térmica constituye una de las explicaciones posibles porque permite que la resistencia de la falla disminuya rápidamente durante la ruptura.
La investigación de la península de Boso aporta un ejemplo geológico antiguo compatible con ese comportamiento.
No obstante, los autores no afirman que hayan demostrado que el mecanismo identificado fuera el responsable exclusivo del tsunami de 2011.
La relación entre desplazamiento tectónico y comportamiento del océano también se ha examinado al estudiar las alturas que pueden alcanzar las olas generadas por grandes terremotos y los factores que determinan su impacto en las costas.
Las arcillas pueden desempeñar un papel decisivo durante la ruptura
Las arcillas presentes en determinadas zonas de falla poseen propiedades físicas que pueden modificar su respuesta ante el esfuerzo y la temperatura.
Su comportamiento depende de la composición mineralógica, el contenido de agua, la presión y la velocidad del desplazamiento.
Cuando el movimiento sísmico ocurre rápidamente, la energía de fricción puede concentrarse en una franja estrecha.
En esas condiciones, el aumento de presión del agua intersticial puede producirse antes de que el fluido tenga tiempo suficiente para desplazarse fuera de la zona afectada.
La consecuencia es una reducción de la tensión efectiva que mantiene los granos minerales en contacto.
El equipo de Osaka interpretó las estructuras de flujo conservadas en las rocas como posibles huellas de este debilitamiento extremo.
La identificación de remolinos y laminaciones deformadas resulta significativa porque sugiere que el material pudo experimentar movimientos internos complejos mientras la falla se desplazaba.
Este comportamiento contrasta con una visión simplificada de las fallas como superficies rígidas que únicamente se deslizan una sobre otra.
En realidad, la zona de ruptura puede contener materiales fragmentados, fluidos y sedimentos cuyas propiedades cambian rápidamente durante el terremoto.
Las rocas antiguas permiten estudiar procesos imposibles de observar directamente
Uno de los principales obstáculos de la sismología es que las rupturas de los grandes terremotos se desarrollan a profundidades donde resulta extremadamente difícil instalar instrumentos capaces de registrar todos los procesos físicos.
Los sismómetros permiten medir las ondas generadas por el movimiento, mientras que los sistemas geodésicos ayudan a reconstruir las deformaciones de la superficie.
Sin embargo, conocer directamente qué ocurre dentro de una zona de falla durante los segundos o minutos de una ruptura sigue siendo un desafío.
Los afloramientos de antiguas fallas ofrecen una alternativa porque conservan materiales que estuvieron sometidos a condiciones sísmicas en el pasado.
Mediante el estudio de sus estructuras, composición y propiedades mecánicas, los geólogos pueden investigar procesos que dejaron huellas permanentes en las rocas.
En este caso, el análisis de estructuras semejantes a remolinos permitió relacionar la deformación observada con un posible episodio de fluidización durante un terremoto.
La investigación combina así observaciones geológicas con herramientas de dinámica de fluidos para interpretar las condiciones que pudieron existir durante la ruptura.
Una posible herramienta para mejorar las evaluaciones del riesgo sísmico
Los investigadores consideran que el método podría aplicarse al análisis de otras fallas antiguas y, eventualmente, ayudar a interpretar el comportamiento de estructuras tectónicas activas.
Si los científicos logran relacionar determinadas deformaciones de las rocas con cambios específicos de viscosidad y resistencia, podrían obtener información adicional sobre la magnitud del deslizamiento ocurrido durante terremotos pasados.
Estos datos serían útiles para mejorar modelos físicos de ruptura sísmica.
La reconstrucción de desplazamientos extremos también puede contribuir a evaluar escenarios de tsunami en regiones donde las zonas de subducción se encuentran próximas a áreas densamente pobladas.
Japón constituye uno de los territorios donde este conocimiento tiene especial relevancia debido a la interacción entre varias placas tectónicas y a la presencia de importantes fosas oceánicas.
La importancia de mantener sistemas de vigilancia quedó nuevamente demostrada cuando un terremoto frente al norte de Japón activó alertas de tsunami y advertencias sobre la actividad sísmica regional.
No obstante, el estudio de Osaka no proporciona un método inmediato para predecir cuándo ocurrirá un terremoto ni permite anticipar directamente la altura de las olas de un futuro tsunami.
Su aportación se sitúa en la comprensión de los procesos físicos que pueden controlar la ruptura.
Comprender el deslizamiento extremo puede mejorar los modelos de tsunami
La principal contribución de la investigación consiste en aportar evidencia geológica compatible con una reducción extraordinaria de la resistencia de una falla durante un terremoto.
Las estructuras conservadas en la península de Boso sugieren que el material arcilloso pudo alcanzar un comportamiento semejante al de un fluido debido al aumento de presión provocado por el calentamiento.
Este proceso habría facilitado un deslizamiento de gran amplitud y, en un contexto submarino adecuado, podría contribuir a una deformación importante del fondo oceánico.
Los autores esperan que el análisis de la viscosidad y de las estructuras de flujo en otras fallas permita mejorar las estimaciones sobre la magnitud de desplazamientos sísmicos antiguos.
La aplicación de este conocimiento a los modelos de terremotos y tsunamis requerirá nuevas observaciones, comparaciones entre diferentes regiones tectónicas y estudios que permitan cuantificar con mayor precisión los mecanismos de debilitamiento.
El hallazgo ofrece una nueva vía para investigar cómo materiales aparentemente sólidos pueden experimentar transformaciones físicas extremas durante una ruptura sísmica y cómo esos cambios pueden influir en la generación de algunos de los fenómenos naturales más destructivos del planeta.
Fuentes referenciales:
Scientific Reports — Coseismic turbulence-like flow of fault material along the shallow portion of a plate-subduction-related fault (2026)
Universidad Metropolitana de Osaka / Phys.org — Ancient fault suggests earthquake heating may amplify tsunami-triggering slip (27 de octubre de 2026)
