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Geología

Tierra sacudida

Temblores recurrentes ayudaron a moldear el relieve del nordeste brasileño

Francisco Hilario Bezerra/ UFRNLitoral del Paraíba: rasgo de tremoresFrancisco Hilario Bezerra/ UFRN

El nordeste brasileño es tierra de agitación, y no solamente por sus carnavales y otras festividades. De acuerdo con investigadores de Rio Grande do Norte y de São Paulo, los terremotos que de vez en cuando sacuden a la región lejos están de ser una novedad: ya ocurrían mucho antes de existir gente en el planeta, y se registran hasta los días actuales. El geólogo Francisco Hilario Bezerra, de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte (UFRN), recurre a la cultura popular para poner de relieve la concepción errónea que impera sobre los movimientos del suelo brasileño: “Ven, ven, ven, súbete a mi moto/ Ven, ven, ven, aquí no hay terremotos”, dice el tema musical Insolação do coração, de Carlinhos Brown, interpretado por Claudia Leitte. Según el investigador, no es nada de eso. En Brasil, sobre todo en su región natal, se producen muchos terremotos.

“El nordeste es el lugar de Brasil en donde más se producen terremotos”, dice Bezerra, “pero no se sabe muy bien por qué”. Los resultados del grupo de la UFRN dejan claro que los terremotos han sido comunes en la región durante los últimos 400 mil años. Además de explicar el relieve nordestino, este conocimiento puede también tener utilidad práctica directa, como por ejemplo para servir de orientación a la ingeniería civil. “Si determinamos que una zona es caracterizada desde hace miles de años por terremotos de magnitud 5, por ejemplo, las construcciones deben resistir a esos temblores”, explica el geólogo.

La caracterización tectónica de la región forma parte de un proyecto más amplio coordinado por el geólogo Reinhardt Fuck, de la Universidad de Brasilia, en el ámbito del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (INCT) de Estudios Tectónicos. Una parte del trabajo estuvo a cargo de Francisco Cézar Nogueira durante su doctorado, bajo la dirección de tesis de Bezerra. Nogueira estudió una falla tectónica de 35 kilómetros de largo por donde corre el río Jundiaí, que corta la ciudad de Natal, y vio que más o menos cada 16 mil años los movimientos de esa ruptura en el terreno causan temblores, según un artículo publicado este año en el Journal of Geodynamics.

La principal fuente de información de Nogueira fue la arena que rellena las rajaduras profundas del suelo. Como materia prima de análisis geológicos, la arena puede erigirse en un reto. Las zonas arenosas en climas áridos son poco propensas a la preservación de fósiles, y por eso son difíciles de datar mediante el empleo de la técnica más común, la del carbono 14. Esta dificultad se resolvió mediante una asociación con el laboratorio de Sonia Tatumi, de la Facultad de Tecnología de São Paulo (Fatec-SP), que se especializa en análisis de luminescencia ópticamente estimulada. Esta técnica mide la posición de los electrones dentro de los granos de cuarzo de la arena para evaluar su edad. La luz solar atrae a estos electrones hacia la capa más externa, pero los mismos se vuelven hacia el interior del grano cuando la capa de arena es enterrada. Mediante este método es posible estimar cuánto tiempo hace que el grano está en el subsuelo, hasta un máximo de un millón de años. Al presuponer que la arena infiltrada en la falla Jundiaí fue enterrada como consecuencia de la rajadura, las dataciones permitieron estimar que la misma se formó hace alrededor de 100 mil años. Y ha estado activa desde entonces, cosa que no se podía saber observando los registros históricos. Durante los 200 años que cuentan con registros históricos sobre la actividad sísmica en el nordeste, no se han registrado temblores fuertes en la falla de Jundiaí, lo que podría llevar a creer –incorrectamente– que la misma no está activa.

Suelo movedizo
El estudio de las fallas no es la única forma de investigar la sismología de una región. Incluso sin tener acceso directo a la falla que causa los temblores en determinada área, el grupo de la UFRN echa mano también de registros de otras alteraciones del suelo para inferir movimientos pretéritos. Uno de esos fenómenos es la liquefacción, que sucede cuando una mezcla de agua y arena aprisionada en el subsuelo es sometida a una gran presión, como la que genera un terremoto. Bezerra ayuda a comprender esto haciendo una analogía con la presión que se crea cuando se sacude en una botella de champagne. “El corcho, que en el caso del suelo puede ser una roca, impide que la mezcla se expanda y la presión aumenta hasta que salta”, explica. En el caso del champagne es festivo, siempre y cuando el corcho no le pegue a nadie; pero cuando los granos de cuarzo se agitan con un terremoto y son eyectados junto con el agua, después de que la roca se rompe, el resultado es de destrucción y actualmente, de edificios derruidos.

Las marcas del temblor luego se solidifican y quedan registradas: es lo que Elissandra Moura-Lima ha estudiado durante su trabajo de doctorado. Los testigos providenciales en este caso son los guijarros desparramados arriba de la arena. Una vez más, Bezerra recurre a una imagen para dejar clara la inestabilidad de esta disposición: “Imagínese una gelatina, de esas que comemos, pero con una plancha de ropa encima”. Basta un temblor para terminar con el equilibrio y hacer que la plancha se hunda. Y probablemente lo hará cayendo de costado, bajando por la gelatina en la posición que ofrece menos resistencia. Es lo que sucede con los guijarros: cuando son hallados debajo de la superficie en posición vertical, los investigadores pueden inferir el trayecto que recorrieron. Y una vez más con la ayuda de la luminescencia, pueden estimar cuándo sucedieron tales movimientos.

Elissandra usó también una especie de tomografía de los sedimentos conocida como GPR, sigla en inglés de radar de penetración del suelo (ground penetrating radar). Esto le permitió caracterizar en el valle del río Açu, parte de la cuenca Potiguar, las estructuras en cúpula formadas cuando los guijarros penetran suelo adentro y empujan a la arena hacia arriba. El mapeo de las deformaciones del suelo en el contexto de la red de fallas que recorre la región permite estimar el momento y la magnitud de temblores que ocurrieron hace miles de años. Un temblor de magnitud 5 ó 6, por ejemplo, causa alteraciones en un radio de dos kilómetros. En el vale del río Açu, el grupo demostró que los terremotos ya eran recurrentes hace 400 mil años. Por eso las fallas que corren por debajo de este valle son probablemente las responsables de buena parte de la actividad sísmica del pasado en la cuenca Potiguar.

Elissandra Moura-Lima/ UFRNGuijarros formando estructura en cúpulaElissandra Moura-Lima/ UFRN

Algo más que el paisaje
Una ventaja de ser geólogo especializado en esta región es poder trabajar en un escenario más atractivo que las canteras o las zonas desérticas. Los acantilados que caracterizan a buena parte de la costa nordestina, además de ser deslumbrantes, son una rica fuente de información. En aquellas paredes de colores de hasta 30 metros de altura que se levantan junto al mar, con tonos en rojo, amarillo, violeta y blanco, está expuesto un historial sísmico y geológico que se remonta a decenas de miles de años. Basta con que un experto observe esos acantilados para detectar las líneas horizontales que delimitan sedimentos de distintas edades y reconocer características que revelan la influencia de actividades sísmicas en su formación.

Y en ese paisaje transcurre parte del trabajo de Dilce Rossetti, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), quien también analiza facetas rocosas donde le sea posible, como por ejemplo en donde se hacen cortes para la apertura de carreteras. “La costa nordestina es ideal para este tipo de estudios”, explica la investigadora, “debido a la abundancia de acantilados que se extienden por muchos kilómetros”. Esto le permite comparar las deformaciones en el terreno causadas por la liquefacción en contextos diversos, como cerca de una falla y lejos de ella, y además de tener acceso, en un mismo punto de una playa paradisíaca, a una historia de decenas de miles de años. En un artículo que saldrá publicado en enero de 2011, junto con el de Elissandra, en una edición especial sobre paleoterremotos de Sedimentary Geology, Dilce se vale estas deformaciones para mostrar de qué manera la punta del estado de Paraíba, el último lugar del continente americano que se despegó de África,  no es pasiva como se pensaba. La actividad sísmica allí está diseminada.

Para datar estos eventos ha empleado el carbono 14, cuando existe materia orgánica, y la luminescencia, cuyos resultados se encuentran en fase final de preparación para su publicación. Dilce observó que arriba de la formación geológica conocida como Barreiras, formada hace alrededor de 20 millones de años, existen varias capas con signos de perturbación sísmica. Llegó a encontrar rocas con edades de 178 mil años en un acantilado de Paraíba, pero lo más común es hallar registros de los últimos 67 mil años. “En esa época ya había sismicidad en varios locales de Paraíba, y en otros estados del nordeste también”, afirma. Según Dilce, esos movimientos de tierra fueron los que modelaron parte del relieve de la región, como en los casos de los acantilados y de la localización de los lechos de algunos ríos.

No es posible extrapolar los resultados obtenidos en el nordeste a otras regiones do Brasil. “Cada falla tiene un comportamiento específico”, explica Bezerra. Por eso las fallas paulistas de Taubaté y de Santos, por ejemplo, pueden tener una periodicidad y un modo de acción distintos que aún deben estudiarse. Para él, la gran importancia de estos trabajos conjuntos radica en mostrar que la observación de fenómenos actuales de la naturaleza no es suficiente como para entender qué sucede hoy en día. “El conocimiento histórico e instrumental no basta, hay que examinar las capas del pasado remoto.”

Los proyectos
1.
Estudios geofísicos y geológicos en la provincia Borborema (nº 00/13626-5); Modalidad Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (CNPq); Coordinador Reinhardt Fuck – IG/UnB; Inversión R$ 3.400.000,00
2. Integración de sedimentología, sensoriamiento remoto y geoquímica aplicada al mapeo de la sucesión cretáceo-terciaria en la porción central de la cuenca Paraíba (nº 2006/04687-7); Modalidad Ayuda Regular a Proyecto de Investigación (FAPESP); Coordinadora Dilce de Fátima Rossetti – Inpe; Inversión R$ 125.659,43

Artículos científicos
NOGUEIRA, F. C. et al. Cuaternary fault kinematics and chronology in intraplate northeastern BrazilJournal of Geodynamics. v. 49, n. 2, p. 79-91. mar. 2010.
MOURA-LIMA, E. N. et al. 3-D geometry and luminescence chronology of Cuaternary soft-sediment deformation structures in gravels, northeastern BrazilSedimentary Geology. en prensa.
ROSSETTI, D. F. et al. Sediment deformation in Miocene and post-Miocene strata, Northeastern Brazil: Evidence for paleoseismicity in a passive margin. Sedimentary Geology. en prensa.

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