El Himalaya «respira»: las montañas crecen y menguan por ciclos

Si pudiéramos adelantar el reloj planetario, la superficie de la Tierra se retorcería. Los continentes se desplazarían sobre el planeta, se abrirían y cerrarían océanos, y surgirían nuevas montañas.

Con todo, aunque las montañas crezcan, también se hunden de forma periódica cuando el estrés de las colisiones tectónicas desencadena terremotos. Luca Dal Zilio, geofísico del Instituto de Tecnología de California, explica que estos fenómenos ocurren en un ciclo, como el pecho de un gigante rocoso que respira de forma desigual.

Las fuerzas que impulsan este ciclo son muy complejas y en ningún lugar es más evidente que en los 2250 kilómetros de picos irregulares que forman el Himalaya. Determinar los aspectos fundamentales subyacentes de esta cordillera es vital para entender el riesgo local de terremotos, que amenazan a los cientos de millones de personas que viven a su sombra.

En un nuevo artículo publicado en Nature Reviews, Dal Zilio y sus colegas han recopilado los resultados de más de 200 estudios sobre la geología del Himalaya para exponer los intrincados mecanismos responsables de estas respiraciones geológicas, así como los muchos retos que quedan.

Como se han documentado «respiraciones» geológicas similares en todo el mundo, el nuevo trabajo es fundamental para comprender los procesos que esculpen muchas de las cordilleras montañosas de la Tierra y averiguar los riesgos que podrían plantear dichas formaciones. La coautora del estudio Judith Hubbard, geóloga estructural de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, explica que la vasta expansión y complejidad geológica del Himalaya lo convierten en un laboratorio natural ideal.

«Es casi como si la Tierra realizara el experimento por nosotros», afirma.

El nacimiento de un gigante

Las placas tectónicas del planeta están en constante movimiento y remodelan la superficie a medida que se separan y colisionan. El Himalaya es el resultado drástico de uno de estos choques tectónicos hace unos 50 millones de años, cuando la placa continental india colisionó con la placa euroasiática. Ambas masas terrestres son gruesas y flotantes, así que cuando los continentes se comprimieron y la India empezó a hundirse bajo Eurasia, el paisaje se arrugó y la corteza se engrosó, levantando los majestuosos picos.

Hasta la actualidad, la India sigue desplazándose hacia el norte a un ritmo de casi cinco centímetros al año. Pero la tierra no se desliza suavemente bajo de Eurasia y, conforme la India avanza, la placa euroasiática se frunce y sobresale. Este proceso hace que las montañas asciendan un poquito más hacia el cielo, como si fuera una larga inhalación. A la larga, la tensión alcanza un límite y las masas terrestres se desplazan, causando un seísmo que sacude el suelo, la versión geológica de una exhalación o de la tos.

Este ciclo resultó mortal en 2015, cuando un terremoto con una magnitud de 7,8 provocó un hundimiento de casi medio metro en un tramo del Himalaya.

Las distintas partes de una cadena montañosa pueden producir exhalaciones de diferentes tipos o intensidades. Hubbard explica que, mientras algunas tosen violentamente, otras pueden generar una serie de «hipos». Y solo porque una sección de montañas haya exhalado de una forma en un momento determinado no quiere decir que vaya a hacerlo de nuevo.

«Incluso la misma franja puede presentar comportamientos distintos en momentos diferentes», explica Rebecca Bendick, geofísica de la Universidad de Montana que no participó en el nuevo estudio. «Y casi nadie tiene ni la más remota idea del porqué».

Para entender estas complejidades, los científicos tienen que relacionar los procesos de construcción de montañas que ocurren en escalas temporales muy diferentes, desde el desplazamiento lento de las placas tectónicas hasta los cambios casi instantáneos causados por un terremoto. No es tarea fácil: se necesitan diferentes mediciones para entender cada fenómeno, para lo que tienen que involucrarse investigadores de diversas especialidades geológicas. (Esto conlleva sus propios retos, dice Hubbard: «A veces la misma palabra significa dos cosas diferentes para dos personas diferentes».)

El nuevo trabajo intenta establecer algunos de estos vínculos temporales en el Himalaya, examinando cómo puede influir cada uno de ellos en el desarrollo de futuros terremotos.

Retrocediendo en el tiempo

Una de las formas principales de salvar las distancias entre escalas temporales es observar la forma de la fractura entre las dos placas tectónicas. En el Himalaya, esta falla se extiende a lo largo de unos 2250 kilómetros y presenta varios pliegues y curvas, restos del antiguo choque que elevó las montañas. Estas características han evolucionado poco a poco en los milenios transcurridos desde entonces y pueden influir en el progreso de un seísmo en la actualidad.

En un estudio incluido en el nuevo análisis, Hubbard y sus colegas descubrieron que las curvaturas subterráneas rodean la sección de la falla que se desplazó durante el terremoto de 2015. Esto sugiere que las estructuras impusieron límites en la extensión de la ruptura y, por consiguiente, en la magnitud del terremoto.

Dal Zilio señala que podrían estar presentes otras estructuras formadas con el tiempo a lo largo de toda la cordillera y podrían limitar de forma similar la distancia de propagación de un terremoto cerca de la superficie. El análisis destaca cómo recopilar la gama de información disponible puede ayudar a los científicos a desarrollar una comprensión más compleja —y modelos informáticos más sólidos— tanto del crecimiento de la cordillera como de su potencial mortal.

«El objetivo final es saber qué tipo de terremotos cabe esperar y qué tipo de daños provocarán», afirma Hubbard, que añade que para ello se necesita una importante labor detectivesca. «Si estamos intentando aprender sobre ese proceso de exhalación o tos, pero la tierra no está exhalando ni tosiendo, es dificilísimo obtener información sobre ello».

Señala que, para llenar esas lagunas, algunos investigadores están estudiando las cicatrices de terremotos históricos. Otros están intentando elaborar un mapa más completo de los movimientos de la falla y del grosor de los sedimentos cerca de la superficie, que podrían afectar a la localización e intensidad de futuros seísmos. Pero supone todo un reto, explica Shashank Narayan, estudiante de posgrado del Instituto Indio de Tecnología de Kanpur, que no es uno de los autores del nuevo trabajo.

Lo ha aprendido gracias a su experiencia personal cartografiando la estructura de la falla del Himalaya a lo largo de una sección transversal de casi 1,6 kilómetros de largo en el tramo central del Himalaya, empleando un proceso similar al del sónar. Los geólogos suelen basarse en las ondas sísmicas para descifrar qué yace en las profundidades del subsuelo, ya que su velocidad y dispersión pueden revelar diferentes tipos de roca o estructuras. Narayan y su equipo crearon sus propias ondas golpeando el suelo y «escuchando» a distancia con unos instrumentos llamados geófonos.

Pero el terreno de muchas otras regiones plantea un obstáculo mayor para dichos estudios, señala Narayan. Al oeste de su lugar de estudio, por ejemplo, la elevación de las montañas presenta cambios drásticos a lo largo de distancias cortas. «No puedes colocar ni un solo sensor en esta región», afirma.

Los cambios futuros en el sistema

A medida que continúan los ciclos de inhalación y exhalación de la montaña, el propio sistema también cambiará, lo que complicará el panorama todavía más. Parte del estrés acumulado tras cada inhalación deforma la roca de manera permanente, algo que permanece incluso después de la siguiente exhalación geológica. Si todo ese estrés se liberara con cada «tos», entonces no quedarían montañas en pie, indica Hubbard.

Y con el paso del tiempo, a medida que la India sigue desplazándose al norte bajo Eurasia, otras características del paisaje cambiarán. Por ejemplo, la posición de la falla activa cambiará, desplazándose poco a poco hacia el sur a medida que encuentre nuevas vías hacia la superficie.

Además, según Bendick, «en algún momento, Nepal dejará de existir». El avance de la placa india a lo largo de decenas de miles de años provoca que su límite meridional se mueva hacia el norte, comprimiendo Nepal poco a poco.

«A esa escala temporal tan larga, nada es fijo», dice. «"Grabado en piedra" no es la expresión adecuada».

Con todo, pese a todas las incertidumbres, Bendick afirma que le impresiona el análisis debido a la vasta gama de datos que logró reunir el equipo, vinculando cada medición disponible al proceso de construcción de montañas.

«No me sorprendió algo específico, sino lo importante que es que todas estas cosas funcionen en conjunto para modificar el mundo que me rodea, básicamente, y el riesgo al que se exponen las comunidades humanas», afirma.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.