Este post le va a resultar muy general a los ocasionales geólogos que lo lean, pero va a dar luz a muchas personas que desconocen las cosas básicas de geología. ¿Alguna vez se han preguntado por qué los terremotos de mayor magnitud y destrucción en Argentina se han dado en San Juan (principales: 1944 y 1977) y Mendoza (principales: 1861, 1985)?

Brevísima introducción

Para poder responder tenemos que ir a lo básico. Los temblores, sismos, terremotos, movimientos telúricos o como quieran denominarlos se producen (en su gran mayoría) en las zonas de bordes de placas. Los bordes de placas divergentes se encuentran (siempre generalizando) en el medio de los océanos, y debido a que a que ambas placas se separan, no acumulan grandes energías para ocasionar sismos muy grandes.

Los bordes convergentes son aquellos que colisionan dos placas y por ende, acumulan mucha más energía antes de liberarse y provocar terremotos. Dependiendo el tipo de placas colisionantes (oceánica-oceánica, continental-oceánica o continental-continental), van a generar terremotos de diversos tipos. Argentina se encuentra casi en su totalidad en un régimen colisional “placa oceánica-placa continental”, donde la placa de Nazca se introduce por debajo de la placa sudamericana. Esto ha llevado al levantamiento de los Andes y a provocar obviamente terremotos en la zona de fricción.

El por qué una placa “se hunde” por debajo de la otra está determinado por la densidad de la misma. La placa oceánica está compuesta de rocas con minerales ferrosos y por ende son más densas (2,8-3,0gr/cm3). En cambio, la corteza continental posee una composición mucho más variada de rocas (algunas muy livianas) que le dan una composición promedio de 2,6gr/cm3.

Como nombramos anteriormente, cuando una placa colisiona contra otra ocurren dos fenómenos superficiales: la creación de montañas y también de volcanes. El por qué de los volcanes es simple; a medida que la placa se va “hundiendo” en el manto, toma temperatura la roca y se empieza a fundir y a subir hasta la superficie en forma de complejos volcánicos. La imagen anterior lo grafica bastante bien. ¿Pero qué hace que en una provincia tan al este como Córdoba se hayan producido las Sierras Cordobesas? ¿Por qué no hay sierras más hacia el norte o sur? Esta pregunta está totalmente ligada con la que le da título a esta entrada.

Si quieren darle una vista por ustedes mismo viendo los principales rasgos orogénicos:

Subducción subhorizontal

Lo que sucede en la zona norte de Mendoza y San Juan, desde el paralelo 28° al 32°, es que la placa de Nazca se horizontaliza apenas se hunde y “navega” paralelamente a la Sudamericana por 300km para volver a “hundirse” en lo profundo del manto. Este hundimiento ocurre a la altura de Córdoba. Pero vamos a una imagen que va a ser mucho más aclaratoria:

Esta subducción subhorizontal hacen que ambas placas se friccionen en un área mucho más grande que sólo en los bordes y que se acumulen mayores tensiones. El resultado es la desencadenación de más sismos que en otras zonas y de mayor magnitud, la ausencia de volcanismo y por último la generación de las Sierras de San Luis y de Córdoba. La siguiente imagen muestra una digitalización de los datos de la profundidad del techo de la placa de Nazca entre las latitudes 29 y 32 grados. La misma la hice en base a los datos de Anderson et al. (2006) y la utilicé en mi tesis de licenciatura. En ella se puede ver como luego de un “hundimiento” inicial, navega unos 300km (3,5° de longitud) hasta volverse a sumergir.

Estos datos son calculados en base a la localización del hipocentro de miles de pequeños sismos que ocurren anualmente. Pueden ver en el eje vertical cual es la profundidad en kilómetros de cada punto. Ahora veamos otra figura; en este caso es un mapa de la zona donde se muestran los rasgos orogénicos y en líneas de contornos se aprecia la profundidad de la placa de Nazca:

¿Hasta dónde se hunden las placas? Eso sólo lo podemos saber por datos sismológicos. Actualmente se tiene seguridad que en el intervalo de 500km a 600km de profundidad las placas se funden por completo y no generan más sismos por “fricción” sino que lo hacen por algún cambio de fase de las rocas en su fusión. Son los denominados sismos químicos y se producen típicamente en el centro de Santiago del Estero. En el buscador de sismos de INPRES pueden ver que se producen sismos a gran profundidad y de magnitudes asombrosamente altas. Merecen la pena decir los siguientes: 644km (M4.2), 672km (M6.3), 636km (M4.5), 662km (M6.4). Y son llamativamente poderosos estos dos sismos de magnitud 7 a más de 600km de profundidad: 635km (M6.9) y 607km (M7.0). Muestro estos datos para que vean lo poderoso que puede ser un sismo de características “químicas” que se producen en lo más profundo del manto.

Perfiles de sismicidad

Sé que puedo llegar a ser reiterativo con algunos conceptos, pero en posts donde uno muestra mucha información eso sirve para organizarnos. Hablábamos de profundidades de sismos y que se determinaban por estaciones sismológicas. Ahora imaginemos que hacemos un corte en la tierra desde el oeste hacia el este y marquemos los cerros en su longitud con su respectiva profundidad. Nos debería dar el perfil de hundimiento de la placa de Nazca. Y es exactamente eso lo que hacen los sismólogos. Veamos un perfil sísmico en la zona norte de Argentina:

Noten como a la altura de Santiago del Estero se producen los sismos más profundos. Ahora ya conectan el por qué de la profundidad de los sismos en esa provincia. Veamos ahora un perfil sísmico en la zona de subducción subhorizontal:

Vean como la placa a partir de la longitud 70° y entre los 100km y 200km de profundidad se horizontaliza y navega hacia el este. También hay una nube de sismos aislados y profundos de tipo químicos que corresponden a la zona de Córdoba.

La ausencia de volcanismo

Debido a que la placa en su recorrido subhorizontal no sobrepasa los 120km de profundidad, no alcanza las zonas de temperaturas y presiones que hacen que se empiece a fundir generando volcanes. Es por ello que si prestamos atención a los volcanes de la zona cordillerana, vamos a notar la ausencia de actividad volcánica entre las latitudes 28° y 33°; o “no casualmente” nuestra zona de subducción subhorizontal:

Como ven en la figura de arriba, el norte de Mendoza y todo San Juan no poseen actividad volcánica significativa. Lo que hice fue marcar los volcanes de uno y otro lado del límite nacional, desde Chubut hasta Salta, para que notaran como desaparecen en la región central.

Mapas lindos

Ahora quiero mostrarles algunos mapas de sismicidad en Argentina durante el 2012. Podrán notar lo sísmica que es la zona sur de San Juan y norte de Mendoza, justo donde están ambas ciudades capitales. También van a notar como los sismos más profundos (en verde), se encuentran alineados norte-sur a la altura de las longitudes 62°-64°.

Ahora otro mapa con información similar pero tomada desde agosto de 2011 hasta enero del 2012:

Y en base a estos datos (específicamente, de los valores de aceleración de las estaciones), los ingenieros y geofísicos del instituto preparan mapas de riesgo sísmico. Podrán ver que la zona que nos hemos enfocado en este post posee el más alto riesgo sísmico:

¿Por qué es subhorizontal?

La subhorizontalidad está asociada a la dorsal de Juan Fernandez. Según los estudios de los últimos 10 años, ésta afecta la subducción de la placa de Nazca ya que la engrosa.

Lo que se postula es que parte de la dorsal de Juan Fernandez ya fue subductada por la placa sudamericana, y que estamos percibiendo son los efectos de esa “anomalía” topográfica pasando debajo nuestro. Algo así como poner una piedra bajo el mantel y mover el mantel. Esta teoría tiene mucho sustento sísmico; se han determinado zonas de muchísima sismicidad a una profundidad en particular que determina una geometría de “chichón” del techo de la placa de Nazca. Inclusive ustedes podrán notar en los datos que digitalicé del techo de la placa de Nazca y que lo mostré más arriba, un abultamiento en una zona en particular. Algunos trabajos que apoyan esa teoría son los de Gutscher et al. (2002) y Yañez y Cembrano, (2004) entre otra decena de trabajos.

Otro dato fundamental está relacionado al volcanismo de la zona subhorizontal. Hay evidencias de volcanismo de hace 8Ma en San Luis, y 6Ma, 4Ma y 2Ma en Córdoba. Esto indica que no siempre la subducción subhorizontal fue tal sino que es un fenómeno de los últimos 10Ma aproximadamente. La dorsal subductada ha viajado durante ese tiempo por debajo de la placa Sudamericana hasta llegar a la actualidad a la altura de la provincia de Córdoba. Como ejemplo, un mapa del cerro “El Morro”, un volcán de 7Ma en el límite de San Luis y Córdoba y uno de los poquísimos volcanes en la zona de 28°-33°:

Y ahora otro mapa un poco más al norte, centrado en la Sierra del Pocho. Aquí se conserva otro edificio volcánico para mí hermoso:

¿Existen otras zonas similares?

En Sudamérica sí. En la zona central de Perú, entre las latitudes 8°S y 14°S, existe una zona idéntica a la del centro argentino. Los estilos tectónicos son extremadamente similares, al igual que lo que sucede en la actividad sísmica. La culpable es otra dorsal que se subducta en el país incaico y genera otra zona subhorizontal. La dorsal se llama de Nazca y es bastante más grandecita que la de Juan Fernandez:

Cerrando el post

El post empezó con una simple pregunta. Para responderla, tuvimos que ver conceptos ultrabásicos de tectónica de placas, márgenes convergentes. Luego vimos las zonas orográficas en un mapa y vimos como se expandía hasta Córdoba con sus sierras. En ese punto nos metimos con el concepto de “subducción subhorizontal”, geometría del techo de la placa de Nazca, perfiles de sismicidad de Argentina y un mapa de la ausencia de volcanismo en las latitudes 28°-33°. A continuación vimos datos sismológicos que provee el INPRES y algunos mapas lindos que ese instituto desarrolla. Por último, explicamos el por qué de la subhorizontalidad y  que había otras zonas en Sudamérica con idénticas condiciones.

Y todo por hacernos una simple pregunta. A propósito, ¿por qué tiembla más en Mendoza y San Juan? 🙂
Será hasta la próxima.