La fosa de Japón es una fosa oceánica que forma parte del Cinturón de Fuego del Pacífico frente a la costa noreste de Japón. Se extiende desde las islas Kuriles hasta el extremo norte de las islas Izu y tiene 8046 metros (26 398 pies) de profundidad en su punto más profundo. [1] Une la fosa de Kuril-Kamchatka al norte y la fosa de Izu-Ogasawara al sur con una longitud de 800 kilómetros (497 millas). Esta fosa se crea cuando la placa oceánica del Pacífico se subduce debajo de la placa continental de Ojotsk (una microplaca que anteriormente formaba parte de la placa norteamericana ). El proceso de subducción hace que la placa que desciende se doble, creando una fosa profunda. El movimiento continuo en la zona de subducción asociada con la Fosa de Japón es una de las principales causas de tsunamis y terremotos en el norte de Japón, incluido el megaterremoto de Tōhoku y el tsunami resultante que ocurrieron el 11 de marzo de 2011. La tasa de subducción asociada con la Fosa de Japón se ha registrado en aproximadamente 7,9–9,2 centímetros (3,1–3,6 pulgadas)/año. [2]
Durante el período Neógeno tardío (hace entre 23,03 y 2,58 millones de años), la fosa de Japón atravesó un período de convergencia de placas entre las placas del Pacífico y de Ojotsk. Según la secuencia de sedimentos durante este período, parece que hubo poca acumulación neta de sedimentos sobre la placa suprayacente, así como evidencia de una erosión leve en la base del margen convergente.
Durante el Cretácico (hace 145,5-66 millones de años) hasta el Paleógeno temprano (66-23,03 ma), la evidencia de vulcanismo andesítico junto con el desarrollo de un gran sinclinal y una secuencia de sedimentos engrosados indican el posible desarrollo de una cuenca de antearco . La actividad durante el Cretácico incluyó eventos de subducción, así como una extensa acreción de sedimentos al Arco del Noreste de Japón que continúa en la actualidad. [3] El vulcanismo disminuyó durante el Paleógeno temprano (66 ma), exponiendo la secuencia de sedimentos engrosada del Cretácico-Paleógeno de 160 kilómetros (99 mi) de espesor. Una vez que esta secuencia de sedimentos disminuyó, el vulcanismo se reanudó una vez más.
La actividad sísmica a lo largo de la fosa de Japón se produce a lo largo de la zona de subducción asociada en los límites de placas convergentes disruptivos entre la placa de Ojotsk y la placa del Pacífico en subducción. El movimiento continuo a lo largo de estos límites de placas se produce a una profundidad de unos 8.000 metros (26.247 pies).
Durante el año 1896, se registró un terremoto de magnitud (M) 6,8 dentro de la Fosa de Japón. [4] Más tarde, durante el mismo año, ocurrió un destructivo terremoto de magnitud 8,5 que provocó dos tsunamis que causaron estragos.
En 1938 se produjo una serie de terremotos de magnitud 7 en la región de Fukushima-oki, registrándose cinco en total. Las magnitudes fueron 7,4, 7,7, 7,8, 7,7 y 7,1. [5]
Durante diciembre de 1994, una red de Sistema de Posicionamiento Global (GPS) registró movimientos transitorios de la corteza terrestre después de que se produjera un terremoto entre placas en la fosa de Japón. Esta alteración muy sutil, pero clara, observada indica que se desencadenó un deslizamiento lento y "silencioso" de la falla. [6] En Sanriku-oki se registró un terremoto de magnitud 7,7 que puede haber sido desencadenado por el deslizamiento lento observado anteriormente. [7]
Se han registrado muchos otros terremotos a partir de datos de deslizamiento transitorio entre placas y post-sismo a lo largo de la Fosa de Japón. Las fechas incluyen agosto de 2005, mayo de 2008, julio de 2008 y marzo de 2010, con magnitudes de 7,2, 7,0, 6,9 y 6,7 respectivamente. [8] Un terremoto característico (~M7) ocurrió periódicamente a una tasa de intervalo recurrente de aproximadamente 37 años. [9] Los terremotos ~M7 se pueden ver en la tabla de la derecha, ocurriendo en los años 1938, 1989, 1992, 2005, 2008, 2008 y 2011.
Los sismómetros del fondo del océano colocados en la base de la Fosa de Japón miden el suelo en busca de cualquier movimiento creado mediante el registro de las ondas sísmicas emitidas. En 2012, el Instituto Nacional de Investigación para la Ciencia de la Tierra y la Resiliencia ante Desastres (NIED), estacionado en Tokio, comenzó la construcción de redes de observación sísmica y de tsunamis a lo largo de la Fosa. Planearon colocar 154 estaciones a unos 30 km (19 mi) de distancia, cada una equipada con un acelerómetro para observar los cambios sísmicos y un medidor de presión de agua para la observación de tsunamis. [10]
El 11 de marzo de 2011, un terremoto de magnitud 9,0 se produjo en el límite de la interfaz de subducción de la placa del Pacífico que se hunde debajo de Japón a lo largo de la fosa de Japón. En este lugar se produjo una ruptura en la región central de la fosa que abarca un área de unos 450 km (280 mi) de largo y 150 km (93 mi) de ancho. [11] Se considera el terremoto más potente jamás registrado en Japón, así como uno de los cuatro terremotos más potentes jamás registrados desde el inicio de los registros modernos en 1900. Este megaterremoto provocó la formación de olas gigantes de tsunami que acabaron destruyendo la costa del norte de Japón. El daño dejó unas 16.000 personas muertas junto con una catastrófica fusión nuclear de nivel 7 de tres reactores nucleares situados en el complejo de la central nuclear de Fukushima Daiichi . [12] El Banco Mundial registró el coste total de los daños en unos 235.000 millones de dólares, lo que lo convierte en el desastre natural más costoso de la historia . [13]
La gran magnitud y la actividad sísmica frecuente que se produce en la fosa del norte de Japón se puede explicar por las variaciones en la rugosidad de la superficie de la placa del Pacífico en subducción. Las regiones de subducción suave del fondo oceánico se correlacionan con terremotos típicamente grandes de subducción en la parte más profunda de la zona de interfaz de las placas. No se han observado ni informado terremotos en la zona asísmica poco profunda de la fosa del norte de Japón. Las regiones de subducción rugosa del fondo oceánico se correlacionan con grandes terremotos de falla normal dentro de la región de elevación exterior, junto con terremotos de tsunami más grandes que ocurren en la región poco profunda de la interfaz de las placas (eventos de megasubducción). [14]
En 1980, se tomaron muestras de lípidos a través de núcleos de sedimentos ubicados tanto en el lado terrestre como en el distal de la Fosa de Japón durante seis secciones del transecto del Proyecto de Perforación en Aguas Profundas. Se analizaron utilizando cromatografía de gases y datos de cromatografía de gases computarizada -espectrometría de masas . Se identificó que las muestras contenían muchos componentes, como hidrocarburos alifáticos y aromáticos, cetonas, alcoholes, ácidos y otros componentes polifuncionales. Estos componentes se consideran indicadores de aportes terrestres, marinos (no bacterianos) y bacterianos dentro del sedimento de la Fosa de Japón. [15]
La expedición 343 del Proyecto de Perforación Rápida de Trincheras de Japón se llevó a cabo bajo la supervisión y autoridad de la Agencia Japonesa para la Ciencia y Tecnología Marina y Terrestre ( JAMSTEC ). La perforación se realizó durante dos períodos: del 1 de abril al 24 de mayo de 2012 y del 5 al 18 de julio de 2012. Su principal objetivo era comprender mejor el deslizamiento de falla de gran tamaño de 30 a 50 metros (98 a 164 pies) que se produjo durante el terremoto de Tohoku y su potencial como uno de los principales desencadenantes de la formación de olas de tsunami que se producen a lo largo de la costa noreste de Japón. [16]
En 2013, la Expedición 343 del Programa Integrado de Perforación Oceánica (IODP) recolectó muestras de sedimentos de las perforaciones en la zona de fallas del límite de placas a lo largo de la Fosa de Japón. Los núcleos de sedimentos recolectados exhibieron baja fricción a velocidades de deslizamiento cosísmico, así como a bajas velocidades de deslizamiento. Estos estudios y muestras han respaldado la idea de que estas propiedades de fricción de la zona de falla posiblemente desencadenaron el deslizamiento superficial y grande durante el terremoto de Tohoku. [17]
Las muestras de sedimentos dentro de la Fosa de Japón consisten principalmente en material altamente localizado rico en arcilla. La subducción de la placa del Pacífico crea cuencas a lo largo del fondo oceánico de la Fosa de Japón, que dan cabida a la deposición de turbiditas de grano fino y depósitos de sedimentos intersísmicos a través de corrientes de turbidez . Estas turbiditas preservan los depósitos de sedimentos como un registro geológico de grandes terremotos pasados al indicar el cambio en la deposición de sedimentos a través del flujo gravitacional de sedimentos . Las pequeñas cuencas de aguas profundas con altas tasas de sedimentación que se encuentran a lo largo de la Fosa de Japón plantean condiciones ambientales favorables para el estudio de la paleosismología de las turbiditas . [18]
Durante una exploración a la Fosa de Japón el 1 de enero de 1999, se tomó una muestra de sedimento de aguas profundas a una profundidad de 6.292 metros (20.643 pies) mediante el uso de un muestreador de sedimentos con retención de presión. Las muestras de la expedición mostraron que la diversidad microbiana mostró una amplia distribución de tipos en el dominio Bacteria . Los genes del ARN ribosómico 16S se amplificaron mediante el uso de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para determinar los nucleótidos e identificar las bacterias filogenéticamente . Un análisis posterior de los ácidos grasos extraídos de los mismos cultivos respaldó aún más los resultados filogenéticos observados. [19] El descubrimiento de diferentes dominios bacterianos en estos sedimentos se puede utilizar como indicador de la diversidad microbiana encontrada dentro de la Fosa de Japón.
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