Primera evidencia de fisura de placa en el Punto Triple Chileno

Científica de la UCHILE descubre fisura de placa en el Punto Triple Chileno mediante tremores tectónicos, revelando el inicio de la ventana de losa de Patagonia. Este hallazgo constituye la primera observación directa de una brecha entre dos placas oceánicas en subducción bajo el margen marino austral, un fenómeno que permite que la placa Sudamericana se exponga directamente al material caliente del manto. Liderado por la Dra. Kellen Moreen Azúa con la colaboración de expertos de Japón y Chile, el estudio utilizó una red de sismómetros de fondo marino instalada entre 2019 y 2021 para identificar un hiato sísmico crítico. Los resultados, publicados en la revista científica Geophysical Research Letters y destacados como un "Research Spotlight" por la Advancing Earth and Space Science, AGU, demuestre que este proceso de separación comenzó hace aproximadamente 300.000 años. Esta investigación redefine nuestra comprensión de las anomalías térmicas y magmáticas en la zona, vinculando la actividad de terremotos lentos con la dinámica profunda de la Tierra.

Un equipo científico ha documentado el descubrimiento de la porción más joven y activa de una ventana de losa (slab window) en el Punto Triple Chileno, hito destacado por la revista Eos como un avance fundamental en sismología. A través del análisis de datos sismológicos continuos, se detectó una separación espacial significativa entre la sismicidad rápida y los tremores tectónicos superficiales. Estos tremores son definidos como un tipo de "terremoto lento" que libera energía de manera mucho más gradual que los sismos convencionales, ocurriendo a menudo durante varios días. El fenómeno indica el inicio de una fisura física bajo el continente, donde la Dorsal de Chile es forzada a subducir, provocando que las placas de Nazca y Antártica se separen. Los investigadores procesaron más de 500 eventos de tremor para confirmar que esta brecha no es un modelo teórico, sino una realidad geológica tangible que permite el ascenso de calor desde el manto.

La investigación fue liderada por la geofísica Dra. Kellen Moreen Azúa Quezada, del Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile, y ha recibido el reconocimiento internacional de la American Geophysical Union (AGU). El estudio contó con la coautoría del Dr. Sergio Arturo Ruiz Tapia y una destacada colaboración internacional que incluyó a el Dr. Satoshi Ide y de Seiya Yano de la Universidad de Tokio, además de especialistas de la Universidad de Kobe, la Agencia Japonesa de Ciencias Marinas y de la Tierra (JAMSTEC) y la Universidad de Concepción. Este esfuerzo interdisciplinario permitió integrar metodologías avanzadas de detección sísmica desarrolladas en Japón con el conocimiento tectónico local de los expertos chilenos. El trabajo ha sido validado por la comunidad geocientífica global, calificándolo como la primera evidencia directa de una fisura entre placas en subducción. La cooperación garantizó la precisión de los datos recolectados durante dos años de monitoreo submarino continuo mediante instrumentos de vanguardia.

El hallazgo se localiza específicamente en el Punto Triple Chileno (CTJ), situado a aproximadamente 46.15°S de latitud frente a la Península de Taitao, el único lugar en la Tierra donde una dorsal activa subduce bajo una placa continental. El estudio se centró en la Dorsal de Taitao, una estructura batimétrica anómala al sur del punto triple donde la Dorsal de Chile colisiona con la fosa. Debido a que las observaciones offshore previas eran limitadas, los investigadores no tenían certeza sobre la ubicación exacta donde comenzaba esta ventana de losa. Para resolverlo, se desplegó estratégicamente una red de sismómetros de fondo marino (OBS) que capturó señales invisibles para las estaciones terrestres. La distribución de los tremores detectados se concentra mayoritariamente bajo la Dorsal de Taitao, revelando una interacción compleja entre el relieve oceánico y el prisma de acreción preservado en el margen chileno.

La recolección de los datos fundamentales ocurrió entre febrero de 2019 y diciembre de 2020, utilizando una red temporal de estaciones submarinas que emergió tras dos años de registro continuo. Sin embargo, el evento geológico descrito, que es la formación de la fisura de placa, se estima que ocurrió dentro de los últimos 300.000 años (0,3 Ma). Este periodo coincide con la subducción del segmento de la dorsal limitado por las zonas de fractura de Darwin y Taitao. El análisis comparativo también utilizó observaciones de campañas previas realizadas en 2009 y 2010 para validar la persistencia de la actividad sísmica en la zona. Este marco temporal permite a los científicos concluir que estamos presenciando las etapas iniciales de la evolución de la ventana de losa de Patagonia. Es un proceso dinámico que continúa transformando la estructura térmica bajo el sur de Sudamérica, permitiendo el flujo de calor magmático hacia la corteza continental.

Este descubrimiento es crucial porque proporciona la primera evidencia directa de una fisura de placa, cuya existencia expone la placa Sudamericana suprayacente directamente al material caliente del manto inferior. Conocer la geometría de esta apertura es clave para desentrañar la compleja geología de la región, que incluye anomalías térmicas extremas y efectos magmáticos en el arco volcánico. Hasta ahora, la ubicación del inicio de la ventana de losa se basaba en reconstrucciones cinemáticas y tomografía terrestre con resolución limitada mar adentro. Al confirmar físicamente el hiato sísmico, se explica mejor la génesis de magmatismo de antearco y la obducción de ofiolitas en los Andes patagónicos. Además, el estudio de los terremotos lentos en esta área única ayuda a entender cómo el calor de una dorsal joven altera el riesgo sísmico y la fricción en las fallas de megatrust a nivel global.

El objetivo primordial de esta investigación es refinar los modelos geodinámicos de interacción entre dorsales oceánicas y zonas de subducción, permitiendo predecir las consecuencias tectónicas de estos encuentros. Los datos obtenidos sirven para cuantificar la migración de fluidos y la evolución de la presión de poros, factores que controlan la ocurrencia de sismicidad lenta y rápida. Al mapear la ubicación exacta del comienzo de la ventana de losa, los científicos pueden comprender cómo se reorganiza el flujo del manto bajo el continente. Este conocimiento es esencial para la comunidad geocientífica, ya que el Punto Triple Chileno funciona como un laboratorio natural moderno para estudiar procesos geológicos antiguos ocurridos en otros márgenes continentales. La capacidad de localizar esta brecha sísmica permite a los investigadores parsear la historia tectónica de la Patagonia y su relación con el ascenso de materiales profundos hacia la superficie.

El hallazgo fue posible gracias a un arreglo de sismómetros de banda ancha y de largo periodo situados en el lecho marino que registraron vibraciones imperceptibles desde tierra. Los científicos aplicaron un método de correlación de envolventes para detectar unos 500 tremores tectónicos superficiales durante casi dos años. Se observó una separación clara entre estos terremotos lentos y la sismicidad regular en la ubicación de la dorsal subducida. La interpretación geofísica propone que la ofiolita de la Dorsal de Taitao actúa como una capa impermeable que atrapa fluidos liberados por la placa de Nazca caliente. Estos fluidos atrapados aumentan la presión de poros, facilitando la generación de tremores en fallas inversas dentro del prisma de acreción. El estudio demuestra que estos terremotos lentos, que liberan energía gradualmente durante días, funcionan como indicadores sísmicos precisos de la apertura física y térmica de la ventana de losa.

Los investigadores han destacado la relevancia de contar con datos instrumentales directos en una zona tan inaccesible. Azúa Quezada declara que: "Descubrimos que, mientras la sismicidad provenía cerca de la fosa donde se encuentra el Punto Triple Chileno, los tremores tectónicos se ubicaban más al este... uno de los factores principales de la separación entre ambos tipos de eventos sería el distanciamiento que se está generando entre dos placas oceánicas en subducción". Por su parte, el académico Sergio Ruiz: "El hecho de que la comunidad geocientífica haya validado el aporte de esta publicación refleja la importancia de contar con datos instrumentales y tener la capacidad de procesarlos para responder preguntas novedosas y disruptivas". Ambos expertos coinciden en que el acceso a la red temporal de sismómetros permitió estudiar con detalle qué ocurre en las cercanías del Punto Triple Chileno, un lugar que la ciencia internacional ha calificado como la primera evidencia directa de esta fisura oceánica mar adentro.

Tras la confirmación del inicio de la ventana de losa, la comunidad científica debe construir sobre estos hallazgos para profundizar en las consecuencias de la brecha. Los investigadores sugieren que es necesario realizar estudios adicionales para constreñir con mayor precisión la profundidad de los tremores y la extensión total de la fisura bajo el continente. Un paso crítico será estimar el volumen exacto de fluidos transportados y la cantidad de sedimentos subducidos, ya que estos elementos regulan la fricción y la generación de magma. La Dra. Azúa ha expresado su motivación para continuar el estudio de los terremotos lentos en Chile, buscando entender si existen patrones que controlen la sismicidad en los límites de placa. La integración de estos datos en modelos tridimensionales permitirá predecir cómo la exposición al manto caliente seguirá moldeando la geología patagónica y el comportamiento de futuras rupturas sísmicas en la región.

En conclusión, la identificación de la primera evidencia directa de una fisura de placa en el Punto Triple Chileno marca un hito en la geofísica marina contemporánea. Al demostrar la existencia de un hiato sísmico vinculado al inicio de la ventana de losa de Patagonia, este estudio valida las reconstrucciones cinemáticas mediante observación directa en el fondo oceánico. La investigación no solo revela la compleja interacción entre fluidos y terremotos lentos, sino que también subraya que esta brecha expone la corteza continental al calor intenso del manto. Con la fisura datada en 300,000 años, Chile se consolida como el escenario principal para observar en tiempo real la creación de una ventana de losa. Este avance, reconocido internacionalmente por AGU, abre una nueva era para estudiar los procesos térmicos y tectónicos que impulsan la evolución de la Tierra en sus márgenes más activos y dinámicos.

Equipo Investigadores

• Kellen Azúa

  • Departamento de Geofísica, Universidad de Chile
  • Departamento de Geología, Universidad de Chile

• Satoshi Ide

  • Department of Earth and Planetary Science, The University of Tokyo

• Seiya Yano

  • Department of Earth and Planetary Science, The University of Tokyo

• Sergio Ruiz

  • Departamento de Geofísica, Universidad de Chile

• Hiroko Sugioka

  • Kobe University

• Hajime Shiobara

  • Earthquake Research Institute, The University of Tokyo

• Aki Ito

  • Japan Agency of Marine‐Earth Science and Technology

• Matthew Miller

  • Departamento de Geofísica, Universidad de Concepción

• Hikaru Iwamori

  • Earthquake Research Institute