Estudio detectó más de 36 mil pequeños terremotos en la península Antártica en casi un año

Un enjambre sísmico es la ocurrencia de un conjunto de eventos sísmicos en un área específica durante un periodo de tiempo relativamente corto y con magnitudes similares. Pero que sean más de 36 mil en un año, es un enorme registro. Eso fue lo que pudo detectar una investigación realizada entre agosto de 2020 y junio de 2021 en la península Antártica.

El estudio “Volcanic Origin of a Long-Lived Swarm in the Central Bransfield Basin Antarctica”, publicado por la revista Geophysical Reasearch Letters, determinó que la sismicidad y el desplazamiento en superficie ocurrido entre 2020 y 2021 en la isla Rey Jorge de la península Antártica fue provocado, probablemente, por la actividad de un volcán submarino llamado Orca ubicado en la zona donde divergen la placa tectónica Antártica y la microplaca de las Shetland del Sur, bautizado de esa manera por el científico chileno Óscar González-Ferrán en 1987, tras observar que las orcas a menudo circundaban por la zona.

El estudio buscaba comprender los procesos de extensión en el contexto tectónico en la transición de la expansión continental a la oceánica, conocimiento fundamental para entender la formación de nuevos océanos. El equipo investigó el enjambre de terremotos ocurridos en 2020-2021 en la cuenca de Bransfield al sur de las Islas Shetland del Sur, en la Antártica.

Para realizar la investigación se utilizaron datos sísmicos y geodésicos obtenidos de una estación sismológica local (estación JUBA, ubicada en la Base Carlini,) y un sensor GNSS (receptor diseñado para ofrecer un posicionamiento de alta precisión, llegando a centímetros o milímetros según la metodología de cálculo), explica Leoncio Cabrera, investigador doctoral en el Institut des sciences de la Terre (ISTerre) en la Université Grenoble Alpes, Francia y uno de los autores del estudio.

Fue así como lograron detectar Utilizaron más de 36.000 pequeños sismos. Junto con ello, observaron una deformación geodésica significativa en una estación GNSS cercana.

La tectónica alrededor de la Península Antártica es compleja, señala Juan Carlos Báez del Centro Sismológico Nacional, (CSN), y otro de los autores de la investigación, ya que existen variados procesos de convergencia, divergencia y deslizamiento lateral de segmentos de placas en un área relativamente reducida, la que incluye una zona de expansión en el estrecho de Bransfield en donde se presentan volcanes submarinos, “por lo que esta investigación, se centró en tratar de identificar si esta secuencia sísmica en el estrecho de Bransfield tuvo origen volcánico”.

Las principales conclusiones apuntaron al origen de tanta sismicidad. “Y es que la zona es muy compleja geológicamente hablando”, aclara Cabrera. El Estrecho de Bransfield se ubica en una zona donde dos placas que “se separan” (divergen) entre si. Por un lado, la placa Antártica se mueve hacia el sur, mientras que la microplaca de South Shetland se mueve hacia el norte. Además, está el volcán submarino llamado Orca muy cerca.

“Nuestra principal conclusión apuntó a que el origen de la sismicidad era precisamente volcánico, y que el enjambre era una manifestación de los procesos que ahí estaban ocurriendo”, señala Cabrera.

Gracias a los datos se pudo estimar el posible origen de los sismos, indica María Constanza Flores, geofísica del Centro Sismológico Nacional (CSN) y egresada del Departamento de Geofísica (DGF) de la Universidad de Chile, que tenían un origen en común y que podría ser volcánico. Eso sí, “dada la poca cantidad de datos con los que estudiamos lo que estaba pasando, es difícil concluir qué proceso volcánico podía ser (como por ejemplo movimiento de fluidos hidrotermales o de magma), lo cual queda como una interrogante abierta”.

Un estudio de esta naturaleza fue un desafío. Báez indica que la zona Antártica en general es difícil, por las condiciones logísticas y climáticas. “En este sentido, instalar sensores, operarlos y mantenerlos es de gran complejidad”, dice de un proceso en que la cooperación inter-instruccional es fundamental, “las diferentes dotaciones presentes en las bases Antárticas, nos han permito utilizar instalaciones y medios energéticos y comunicaciones”.

La principal dificultad a la hora de estudiar qué estaba pasando en el Estrecho de Bransfield, añade Flores, fue la poca cantidad de datos. “Necesitamos información de estaciones sismológicas para saber qué estaba pasando, pero en la zona teníamos muy pocas estaciones, y sólo una de ellas estaba realmente cerca de el enjambre de sismos. Entonces, con tan poca información, es poco lo que se puede hacer, pero aún así nos las arreglamos para poder estudiar qué estaba pasando”.

Esa falta de datos en la zona, ya que no había muchos instrumentos, señala Cabrera los llevó a usar metodologías que explotaban los pocos datos existentes. Usaron datos sismológicos de un sismómetro que hay en la zona, donde se encuentra en la Estación Antártica Carlini, de Argentina, para detectar miles de sismos que ocurrieron durante esos meses y ver si es que estos se mantenían en la misma zona o no. “¡Resultó que detectamos más de 36.000 eventos!”, reconoce sorprendido.

Además, utilizaron datos geodésicos (una estación GNSS), los que les permitió ver el desplazamiento de la corteza. “Uniendo sismología y geodesia, puedes ver por ejemplo si los sismos inician al mismo tiempo que el desplazamiento en superficie, hacia dónde se desplaza el terreno, cómo se distribuyen las magnitudes de los sismos, si es que estos migran o no, etc.”, indica Cabrera.

Baéz resalta la importancia de que se realice la instalación de un arreglo de estaciones en la zona, “que nos asegure el registro de los eventos futuros, para poder comprender de mejor manera la dinámica de la zona Antártica”.

Se trata de sismos en zonas remotas, pero no por ello menos relevantes. La región Antártica es una zona donde coexisten variados procesos tectónicos, ya que es una zona que colinda con varias placas tectónicas: Nazca, Sudamérica, Africana, Australiana, Scotia y Pacifico. Todas ellas, dice Báez, a su vez genera eventos importantes en todos los tipos de contactos entre placas (subducción, expansión y colisión).

“En la zona han ocurrido eventos como la erupciones recientes de Isla Decepción 1906, 1910 y entre 1967 y 1970, por lo que se ha catalogado como una ´caldera activa con riesgo volcánico significativo´”, explica Báez. Por otro lado, en la zona de las Islas Georgia y South Sandwich, con frecuencia se producen sismos de magnitud media-alta, lo que genera preocupación por el efecto que podría tener en la zona Antártica Chilena y en el territorio Austral.

Aunque quizás gran parte del territorio no sienta la sismicidad que ocurre en esa zona, Cabrera indica que las personas que trabajan por allá sí la aprecian. “Hay que recordar que el evento más grande tuvo una magnitud 5.9, y que además hubo muchos eventos mayores a 5, lo que no es menor, considerando además su profundidad”.

Además, la Antártica cuenta con infraestructura científica que puede verse afectada. Conocer qué sismicidad se puede esperar, coinciden los autores, es fundamental para planificar la futura infraestructura.

En la zona del estrecho de Bransfield existe un gran número de bases de diferentes países, entre ellas Base Frei, Teniente Marsh, O`Higgins, entre otras. “Es de suma importancia contar con una buena red de sensores sísmicos y GNSS, que permitan comprender mejor los diferentes fenómenos que ocurren en este territorio, ya que los efectos que se podrían generar y afectar localmente las diferentes bases, e incluso podrían ir más allá de la zona Antártica”, dice Báez.

Este tipo de estudios a su vez permite comprender procesos que ocurren en otros lugares del mundo. Ayudan, dice Cabrera a entender mejor cómo se relacionan procesos volcánicos con la sismicidad, lo que deriva en una mejor toma de decisiones por parte de las autoridades, con mayor información. “Sin ir más lejos, hace unas semanas atrás causó gran revuelo la erupción del volcán Tonga. En ese caso también hubo mucha sismicidad, antes, durante y luego de la erupción. Estudios como el nuestro permiten avanzar hacia una mayor comprensión del proceso, para poder actuar cada vez con mayor antelación antes de que ocurra, por ejemplo, una erupción”.

El trabajo de investigación surgió de una colaboración entre muchos científicos e instituciones de Chile, Italia y Francia. Coescribieron Piero Poli y Leoncio Cabrera (ISTerré Université Grenoble, Francia), junto a los investigadores, María Constanza Flores y Juan Carlos Báez (Centro Sismológico Nacional, CSN), Jean Baptiste Ammirati (Departamento de Geología Universidad de Chile), Joaquín Vásquez (Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Talca) y Sergio Ruiz (DGF, Universidad de Chile).