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Crédito: Zina Deretsky, NSF
No es tu falla , geológicamente hablando, es una falla típica
Algunas fallas geológicas que parecen ser fuertes y estables, se deslizan y resbalan como si fuesen fallas débiles. Actualmente, un equipo internacional de investigadores tienen evidencia de laboratorio que muestran por qué algunas fallas que 'no deberían' resbalar, ya que éstas son más débiles de lo que se anteriormente se pensaba. Sus resultados se detallan en la edición de esta semana del diario, Naturaleza.
"Las fallas normales de ángulo bajo, que son fallas que se hunden menos de 45 grados, representan un problema", señaló Chris Marone, profesor de Ciencias de la Tierra del estado de Penn. "Los análisis promedios muestran que estas fallas no deberían deslizarse porque es más fácil formar una nueva falla que deslizarse en esta dirección".
Sin embargo, la evidencia de los trabajos de campo muestran que las fallas normales de ángulo bajo se deslizan. Una explicación es que actúan más como fallas débiles, las cuales se deslizan y resbalan. Los experimentos anteriores del laboratorio indicaron que la composición de las rocas en la falla, tenían demasiada fricción para que las fallas pudieran resbalar fácilmente. Los investigadores quisieron probar el material en la falla más de cerca para ver qué ocurre de forma natural.
"La forma estándar de probar la fricción de las rocas en una avería es tomar algo de la roca y molerlo hasta hacerlo polvo" indicó Marone. "Entonces, el polvo se prueba en un aparato que aplica fuerzas de esquileo a los materiales que miden la fuerza que se movería hacia los lados del movimiento de una falla ."
Estas medidas convencionales indicaron que las fallas normales de ángulo bajo tienen demasiada fricción para moverse, pero la realidad es que si se mueven.
Cristiano Collettini, investigador en Geología Estructural y Geofísica (Geologia Strutturale e Geofisica), en Perugia, Italia, de la Universidad de Estudios Universitarios, obtuvo sus propios resultados debido a una avería del ángulo bajo, inusual en la isla de Elba. La avería de Zuccale yace expuesta en la playa, de manera que es fácil recolectar granes cantidades de roca.
"Cristiano, insistió en probar repetidas veces las fuerzas de esquileo bajo condiciones cercanas a la situación natural", señaló Marone. "Pensé que lo que él quiso hacer era imposible porque las rocas no se pueden cortar fácilmente en una forma con la que poder trabajar. Se necesita de una oblea prismática del material".
Lo primero que los investigadores hicieron fue moler el material y probar las características mecánicas del polvo de forma convencional. El polvo de tierra produjo suficientes fuerzas de fricción para evitar el deslizamiento. Esto es lo que esperaban ver.
"Normalmente la roca que utilizamos de zonas de fallas provienen debajo de la superficie y solamente logramos obtener pequeñas cantidades con las que poder trabajar" indicó Marone. "Con las muestras de Elba pudimos usar un cortador rotatorio y tallar una oblea de la roca con la misma orientación en la que se deslizaría en la tierra".
Las obleas tenían aproximadamente, dos pulgadas cuadradas por dos, y un octavo de pulgada gruesa. Los investigadores encontraron que el material preparado de esta manera era muy débil cuando era esquilado en dirección que se mueve casi igual al movimiento de un juego de barajas que es empujado en direcciones opuestas.
La razón de la baja fricción son pequeños remiendos de talco y de arcillas como montemorillonita que permite que el material resbale.
Los investigadores, que también incluyen a Andre Niemeijer, antiguo candidato de post doctorado del estado Penn en el Instituto de Geología Estructural y Geofísica (Geologia Strutturale e Geofisica), en Perugia, Italia, observan, en el ejemplar del 17 de diciembre de la revista, Naturaleza, que " la debilidad de la falla puede ocurrir en caso de que las fases minerales débiles constituyan solamente un pequeño porcentaje de los resultados de la roca total de la falla, y esa poca fricción resulta en el desplazamiento de una red de superficies débiles ricas en filollosilicato, las cuales definen la formación de la roca".
Con frecuencia, el talco y muchas otras variedades químicas de minerales de arcilla se encuentran en los materiales de una falla. En las áreas donde se suceden las capas conectadas de minerales débiles, los geólogos han concluido que las conexiones crean una formación débil que permite un fácil deslizamiento. Pero cuando la arcilla o el talco crean capas de capas intermitentes de algo parecido a escamas, proporcionan mucho más que un deslizamiento cuando son pulverizadas. Las discontinuidad de las escamas y coberturas que los investigadores encontraron, anteriormente se les consideraba como insuficientemente completos como para debilitar a una falla.
"Estas fallas de ángulo bajo normales no parece que harán más que empujar hacia adelante, pero podrían sufrir terremotos", señaló Marone. " Por ejemplo, en Italia central hay lugares en donde las fallas han sufrido pequeños terremotos."
"Estos resultados pueden ser extensamente aplicables a otras fallas, dependiendo de las tensiones locales que ejercen las fallas", indicó James Dunlap, Gerente del programa de Geociencias de NSF. "De esta manera, este trabajo es emocionante y oportuno para los involucrados en la comunidad geológica, al igual que resulta siendo ventajoso a la sociedad, especialmente para las comunidades, en o cerca de fallas, y más susceptibles a terremotos".
El texto anterior es cortesía de la Fundación Nacional de Ciencias, (por sus siglas el inglés, NSF, National Science Foundation)
