Explorando la enorme cicatriz que el megaterremoto de Japón de 2011 dejó en el fondo del mar

Estaban envueltos en una oscuridad opresiva. El sol, a kilómetros de altura, había desaparecido hacía tiempo. A través de diminutas ventanas, podían ver los sedimentos del fondo marino brillando bajo los faros del sumergible. Peces curiosos revoloteaban alrededor de la embarcación.

Navegar con cuidado por aguas negras como la tinta era un poco como "conducir un coche a medianoche por una carretera de montaña", dice Hayato Ueda, geocientífico de la Universidad de Niigata (Japón) y uno de los dos ocupantes del submarino.

Ueda y el piloto Chris May buscaron en la oscuridad de su claustrofóbica nave y, finalmente, un elevado monumento geológico emergió de las sombras: un acantilado de 25 metros de altura que ascendía hacia el océano. La cresta expuesta de una grieta cataclísmica en la corteza terrestre, exactamente donde Ueda predijo que estaría, formaba parte de una de las peores catástrofes de la historia moderna.

Este acantilado es una cicatriz del terremoto de Tōhoku de 2011 que sacudió las costas orientales de Japón. Ese año, el 11 de marzo, el temblor de magnitud 9,1 en las profundidades del Océano Pacífico desató un catastrófico tsunami que azotó Japón, matando a unas 20 000 personas y dejando a medio millón sin hogar.

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En la última década, los científicos han estudiado el seísmo descodificando sus ondas sísmicas y explorando las profundidades con un sonar. Pero para conocer en detalle las causas de la convulsión del fondo marino era necesario algo que inicialmente parecía imposible: examinar en persona parte del lugar de la ruptura, dentro de la Fosa de Japón, a casi ocho kilómetros bajo las olas.

En 2022, los científicos hicieron realidad esa ambiciosa misión. Consiguieron una embarcación de aguas profundas de propiedad privada, el DSV Limiting Factor, un sumergible autorizado para transportar personas de forma segura hasta el aplastante e inhóspito fondo marino.

Al sumergirse en la Fosa de Japón, los submarinistas se toparon con el incongruente acantilado. Según un estudio publicado en la revista Communications Earth and Environment, el equipo determinó que este acantilado representaba la parte superior de una sección de un trozo de corteza que saltó más de 58 metros durante el terremoto de 2011.

Según Harold Tobin, director de la Red Sísmica del Noroeste del Pacífico de la Universidad de Washington (Estados Unidos), que no participó en el estudio, parece tratarse de "la punta de la falla que generó el gran terremoto. En este lugar, la punta llegó hasta la superficie y empujó todo hacia arriba. Y lo marcaron, lo identificaron directamente sobre el terreno. Y eso es increíble".

Se han observado elevaciones de este tipo en tierra, pero es la primera vez que un ser humano ve una en una zanja de una zona de subducción de aguas profundas. Esto "no se parece a nada que la ciencia haya observado antes", afirma Christie Rowe, geóloga especializada en terremotos de la Universidad McGill (Canadá) que tampoco participó en el estudio.

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Descifrando un desastre

La ruptura se produjo en una amplia zona abisal. Para haber provocado tanto levantamiento, la falla responsable debe haberse desplazado unos 100 metros hacia el epicentro durante el seísmo, el mayor movimiento de falla de este tipo del que se tiene constancia. El violento levantamiento del acantilado resultante fue parte de la razón por la que el seísmo generó un calamitoso tsunami.

La ubicación de este megaterremoto no es tan sorprendente. La Fosa de Japón es una gran máquina de producir terremotos; desde 1973, ha producido nueve temblores de magnitud superior a 7 grados. Esta frecuencia de sacudidas se debe a que la fosa es una zona de subducción, donde la colosal placa tectónica del Pacífico está siendo empujada por debajo de la microplaca de Okhotsk.

Pero aun así, el seísmo de 2011 resultó sorprendentemente potente. Golpeó un poco al oeste de la Fosa de Japón, a unos 28 kilómetros por debajo del lecho marino, causando una ruptura gigantesca en un área de 62 000 kilómetros cuadrados. Las ondas sísmicas provocadas por el seísmo y la cartografía sonar realizada por los barcos antes e inmediatamente después del seísmo sugieren que la falla responsable se movió hasta 60 metros, una distancia casi increíble, pero aún menor de lo que la reciente expedición ha determinado.

"Es evidente que el terremoto de Tohoku ha marcado un antes y un después. Cambió las reglas del juego en muchos sentidos", afirma Tobin. Desentrañar el comportamiento de esa falla es importante no sólo para Japón, sino para cualquier lugar del mundo que algún día experimente su propio tsunami provocado por una zona de subducción, incluido el noroeste del Pacífico estadounidense, que fue inundado por un gran tsunami hace tres siglos.

La sacudida geológica de Japón pareció tan extrema que los científicos quisieron encontrar pruebas físicas de ella en el propio lugar. "Es como lo que haría un geólogo en tierra", explica Tobin; "salvo que esto sucede a ocho kilómetros bajo la superficie del agua". A esas profundidades de alta presión, la mayoría de los sumergibles (incluidos los robóticos) funcionarían mal o implosionarían.

Es aquí donde entra en juego el DSV Limiting Factor. Construido por el fabricante estadounidense Triton Submarines, y financiado y propiedad de Victor Vescovo (inversor, antiguo oficial de la marina y explorador submarino), este duradero sumergible para dos personas puede llegar a casi 11 000 metros de profundidad, lo que lo convierte en uno de los únicos sumergibles capaces de adentrarse en la Fosa de Japón.

"Es un submarino increíble", afirma Tobin.

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Iluminando el abismo

En septiembre de 2022, a la deriva sobre las olas azul noche del Pacífico a bordo de la embarcación de apoyo DSSV Pressure Drop, Ueda y sus colegas examinaron detenidamente sus cartas geológicas y batimétricas. "Tenía que decidir el punto exacto en el que inmersión el sumergible", explica; "leí detenidamente la topografía del mapa y seleccioné el punto más probable donde podrían existir las características de la falla".

Se marcó una proverbial X en el mapa. Estaban listos. El 4 de septiembre, Ueda y el piloto Chris May se subieron a los dos estrechos asientos del DSV Limiting Factor y comenzaron su búsqueda hacia las profundidades.

Tras varias horas llegaron al fondo marino de la Fosa de Japón. Ueda había visitado profundidades oceánicas con anterioridad, pero nada tan profundo y oscuro. Durante su inmersión, las cámaras de vídeo instaladas en el exterior del sumergible grabaron su travesía, incluida la aproximación al acantilado de 25 metros de altura que no existía antes del terremoto de 2011.

"Durante el trayecto flotando hasta la superficie del mar, tuve mucho tiempo (no lo recuerdo bien, pero quizá dos horas o más) para reflexionar sobre lo que veía", dice Ueda. Cuando volvió a ver las grabaciones de vídeo de la inmersión, se sintió seguro: se trataba de algo conocido como escarpe de falla, una parte de la ruptura de la superficie del terremoto que provoca un cambio de elevación.

Pero el acantilado era sólo la cima del levantamiento. Para medir correctamente su escala, el sumergible subió hasta el pico del accidente y, mientras ascendía, utilizó sus sensores de presión para calcular la diferencia de altura entre el suelo de la cuenca y la cima del acantilado. Según el estudio el desplazamiento vertical del fondo marino en este lugar durante el megaterremoto de 2011 fue de 59 metros.

Es probable que el fondo marino se elevara a lo largo de muchas partes de la gigantesca ruptura en el Pacífico, pero esta sección saltó a la altura de un edificio de 14 pisos. "Ese desplazamiento es al menos parte de la fuente del tsunami", afirma Tobin.

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Terremotos de las profundidades

Con esta nueva información, el equipo calcula que la falla se deslizó entre 80 y 120 metros en total en este punto durante el terremoto, una distancia asombrosa, quizá el doble de lo que se sospechaba.

Es un cálculo razonable, dice Judith Hubbard, científica especializada en terremotos de la Universidad de Cornell (Estados Unidos) que no ha participado en el estudio. Pero reconstruir la geometría de una falla en tierra es problemático. Hacer lo mismo en el fondo marino, el doble. Y en términos tectónicos, esta parte de la corteza es una pesadilla enmarañada. "Es una zona muy complicada. Suceden muchas cosas", afirma Hubbard.

Pero lo más importante es que "no se han excedido en sus afirmaciones", dice Tobin, que considera que las pruebas son directas, sólidas y elegantes. Los científicos sabían que el deslizamiento de la ruptura de 2011 fue tremendo. "Este caso es lo más a prueba de balas que se puede conseguir", afirma.

El terremoto de 2011 aún conserva gran parte de su misterio. Este lugar representa sólo una pequeña sección de una ruptura expansiva, y cada parte se comportó de forma única durante la poderosa sacudida de la falla. "Es difícil hacerse una idea o una historia de todo el desastre", afirma Ueda.

Pero este estudio ya ha establecido un nuevo punto de referencia para desentrañar las profundidades y los enigmas de los megaterremotos de las zonas de subducción. "No sabía que fuera técnicamente posible" hacer este viaje al fondo marino, dice Rowe; "estoy entusiasmado. Es como ser astronauta".

Este trabajo aportará beneficios protectores a las costas japonesas, y sin duda proporcionará socorro científico a otras naciones costeras. En las dos últimas décadas se han instalado en los océanos del mundo cada vez más sistemas de alerta temprana de tsunamis. Se basan en captar las ondas sísmicas de los terremotos acuáticos y analizarlas rápidamente.

Pero a veces los científicos se llevan sorpresas. Se puede predecir un tsunami, pero puede ser más importante de lo previsto, o considerablemente menor, o incluso inexistente. La pregunta más importante es: "¿Qué tamaño tiene esa escarpa en el fondo marino? Porque ése es el desencadenante del tsunami", dice Rowe.

Utilizar este estudio y otras investigaciones para ajustar los modelos de previsión de tsunamis podría reforzar los esfuerzos para salvar vidas en futuros desastres geológicos.

"Sin duda fue fantástico ver características tan importantes que nadie había visto nunca. Me siento honrado de haberlo encontrado", afirma Ueda. Pero recuerda que su descubrimiento tiene una nota sombría. "Puede que este acantilado se haya cobrado más de 20 000 vidas".