Encontrar un terremoto no documentado que movió un río – El estado del planeta

Liz Chamberlain y Steve Goodbred, dos sedimentólogos de la Universidad de Vanderbilt, estaban caminando por la costa de Bangladesh en marzo de 2018 cuando vieron las dunas de arena. Chamberlain y Goodbred habían venido a Bangladesh para investigar qué tan rápido se mueven, o se mueven, los ríos en la parte costera del delta del Ganges-Brahmaputra.

Su equipo de investigación, que también está formado por la estudiante graduada de Goodbred Rachel Bain, y Abdullah Al Nahian y Mahfuzur Rahman de la Universidad de Dhaka, ha estado tomando muestras de sedimentos de bucles en los numerosos ríos que cruzan la llanura inferior del delta. Utilizaron estas muestras para fechar los sedimentos que dejaron a medida que cambiaron los ríos.

En medio del viaje, se encontraron con un gran lago que acababan de cavar para almacenar agua dulce. En el lado del lago había diques de arena verticales de hasta 30-40 cm de ancho, que cortaban las capas horizontales de sedimentos. El equipo ya sabía que los terremotos a menudo dejaban inyecciones de arena a través de las capas de sedimentos. La sacudida de un terremoto separa los granos de arena y aumenta la presión hasta abrirse como un volcán de arena, formando un «sismita». Pero estos sismitas estaban lejos de las partes tectónicamente activas de Bangladesh e India que podrían haber sido la fuente del terremoto, y el tamaño de los diques tan lejos del epicentro sugería que se trataba de un gran terremoto.

Chamberlain y Goodbred se sintieron atraídos al área local por un amplio canal de río abandonado que era claramente visible en un modelo de elevación digital como una curva de elevación baja. El canal abandonado tenía aproximadamente 1,5 km de ancho y se utilizaba para el cultivo de arroz. Habían pasado la mañana bajo el sol ardiente inspeccionando el canal abandonado, y ya era tarde cuando el equipo descubrió los sismitas en las paredes del estanque que acababan de cavar. Con la ayuda de Al Nahian y Rahman como traductores, Goodbred pidió al dueño del estanque que no lo llenara de agua durante la noche para poder continuar con su investigación.

Cuando el equipo se dio cuenta de la importancia de este hallazgo y de la necesidad de documentarlo inmediatamente antes de que el lago se inundara, se pusieron en contacto con nosotros (el geofísico del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty, Michael S. Steckler, y Christoph von Hagke, profesor de la Universidad de Salzburgo). Como expertos en geofísica, geología estructural y neotectónica (el estudio de los movimientos y deformaciones contemporáneas de la corteza terrestre) tenemos más experiencia con la tectónica de la región y las condiciones para el desarrollo de presas de arena. No es fácil distinguir un sismita de otras presas de arena. Por ejemplo, las represas de arena también pueden ser causadas por diversos grados de presión de sobrecarga o exceso de presión de agua intersticial a una determinada profundidad.

Para reconocer si estas formaciones realmente podían ser sismitas, fue necesario documentar la estructura de la mejor manera posible. La primera tarea fue improvisar inmediatamente un diseño de investigación básica. Al día siguiente, el equipo de campo regresó al lago y documentó todos los aspectos que podrían ayudar a comprender la historia fluvial (asociada con el río) y sísmica del sitio: textura de los sedimentos, dimensiones y orientación del dique, muestras de luminiscencia estimuladas ópticamente hasta la fecha. los sedimentos y más.

Probamos la hipótesis de que realmente se trataba de sismitas por todos lados, investigamos la orientación de las vetas de arena y cualquier característica topográfica externa que pudiera haber influido. Sólo cuando se demostró que todas las demás explicaciones posibles eran inadecuadas estuvimos seguros de que se trataba de sismitas. Una vez completado el trabajo de campo, examinó las fuentes potenciales del terremoto, el campo de tensión de la llanura del delta y las relaciones empíricas de investigaciones previas sobre el ancho del dique, la distancia al origen y la magnitud del terremoto.

Descubrimos que las probables fuentes potenciales del terremoto estaban a más de 180 km de distancia. Al investigar el tamaño de los diques de arena con la distancia al terremoto, llegamos a la conclusión de que el tamaño probable del terremoto fue de una magnitud de 7 a 8.

Las edades de las muestras de los diques de arena y del cauce del río abandonado, basadas en luminiscencia estimulada ópticamente, mostraron que tanto el abandono del cauce como la formación de los diques ocurrieron al mismo tiempo, hace unos 2.500 años. La gran escala del canal, junto con el descubrimiento de un canal similar abandonado al mismo tiempo a unos 85 km río abajo, sugiere que se trató de un cambio importante, conocido como avulsión, del río Ganges. Los ríos en los deltas depositan sedimentos que aumentan su elevación con el tiempo. Finalmente, alertan de un nuevo camino de menor elevación. Por ejemplo, el río Mississippi sufrió siete avulsiones durante el Holoceno. El momento de la avulsión del río Ganges y el terremoto sugiere que la avulsión fue causada por el terremoto.

Este descubrimiento es la primera confirmación de que los terremotos pueden provocar avulsiones de enormes ríos en los deltas, lo que puede significar un peligro potencial en una cascada en lugares susceptibles.

Este artículo fue adaptado de una publicación «Behind the Paper» en Springer Nature.