Zona de Wadati-Benioff

Zona de Wadati-Benioff

Diagrama de la zona de Wadati-Benioff, del Servici Geològic dels Estats Units

Secció travessera de sismicidad, zona de subducción de les Illes Kuriles, event de 8.3 M_w de 15 de novembre de 2006 marcat com a estrela

En tectónica de plaques, una zona de Wadati-Benioff (també zona de Benioff-Wadati o zona de Benioff o zona sísmica de Benioff) és una zona plana de sismicidad corresponent a la placa descendent en una zona de subducción junt a un dels costats d'una fossa oceànica. El moviment diferencial a lo llarc del pla de fricció entre les dos plaques (pla de Benioff) és a on es concentren els focs o hipocentros dels numerosos terremots que es produïxen de manera regular, els focs de la qual poden aplegar a estar fins a a una profunditat d'uns 670 km i que queden proyectats en el mapa en el costat intern o cóncau de l'arc dibuixat per la fossa, és dir, per la llínea de subducción. Eixa zona, en la que són freqüents els terremots, és la que es denomina zona de Benioff, que va observar que els hipocentros es presenten a major profunditat quant major és la distància a la fossa. El terme va ser nomenat pels dos sismólogos, Hugo Benioff del Institut de Tecnologia de Califòrnia i Kiyoo Wadati de l'Agència Meteorològica de Japó, els qui varen descobrir les zones de forma independent.

Els terremots de la zona de Wadati-Benioff es desenrollen baix dels arcs d'illes volcàniques i dels talussos continentals sobre les zones de subducción actives. Poden produir-se per esmonyida a lo llarc de la falla de cabalgamiento de subducción o per esmonyida en falles dins de la placa descendent, i com a resultat de la flexión i extensió de la placa, esta és arrastrada cap al mant. Els sismes de foc profunt a lo llarc de la zona permeten als sismólogos mapear la superfície tridimensional d'una placa subducida de corfa oceànica i del mant.

Descobriment

En 1949, el sismólogo nortamericà Hugo Benioff (1899-1968) va introduir un método per a determinar els increments de tensió de rebot elàstic dels terremots en una falla particular. Va determinar que la raïl quadrada de l'energia d'un terremot és proporcional tant a l'increment de la tensió de rebot elàstic com al desplaçament de rebot, i va desenrollar una forma de determinar si una série de terremots es generaven a lo llarc d'una sola estructura de falles. La seua investigació es va centrar en la zona de subducción de Kermadec-Tonga i en la zona de subducción d'Amèrica del Sur, i va determinar que en abdós llocs els focs sísmics cauen a lo llarc de plans que s'afonen a 45 ° de les fosses. Estos plans de sismicidad es varen denominar posteriorment zones de Benioff, o zones de Wadati-Benioff, en reconeiximent al sismólogo japonés Kiyoo Wadati (1902-1995), que va fer observacions similars independents de Benioff al mateix temps.

Estructura

L'àngul d'immersió de la placa de subducción, i per lo tant de la zona sísmica de Benioff, està dominat per la flotabilitat negativa de la placa i per les forces del fluix de l'astenosfera. Una litosfera més jove és més calent i més flotant, lo que dona lloc a zones de Benioff d'immersió poc profunda, mentres que una litosfera més antiga és més densa i freda, lo que provoca caigudes més pronunciades. La zona de Benioff comprén des de la superfície propenca fins a profunditats de fins a 670 km. El llímit superior està just baix dels sediment dèbils, en la punta de la falca de la zona de subducción, i el llímit inferior està a on es produïx la transició fràgil-dúctil. La majoria dels terremots ocorren dins de l'isoterma de 1000 °C, en l'interior de la placa que encara no s'ha calfat per a coincidir en la temperatura del mant circumdant en el que es subduce. A profunditats per baix de la gruixa de la litosfera, els terremots ya no es generen per espente en l'interfaç de les dos plaques, perque la astenosfera és dèbil i no pot soportar les tensions necessàries per a fallar. En esta regió, la deformació interna de la placa descendent encara freda és la font dels terremots. Fins a profunditats de 300 km, les reaccions de deshidratació i la formació d'eclogita són les principals causes de sismicidad. Per baix dels 300 km, començant aproximadament en la isoterma de 700 °C, es produïx un canvi de fase mineralógica d'olivino a espinela, i es creu que eixe és el mecanisme de terremot dominant d'eixos terremots molt profunts. En resum, els terremots que caracterisen a la zona són de tres tipos pel seu mecanisme:

1. en la zona més pròxima a la fossa, la signatura sísmica revela un orige distensivo, que s'interpreta com a efecte del encorvamiento de la litosfera quan inicia la subducción;
2. en la part mija i més extensa, els terremots són de fricció, i es deuen a la que es produïx entre les dos plaques en el pla de Benioff;
3. els terremots més profunts, de 300 a 700 km de profunditat, i més alluntats de la fossa se supon que són resultat d'una contracció brusca dels materials que subducen. S'atribuïx a una transició de fase crítica, en la que els materials s'adapten a la pressió adoptant sobtadament estructures cristalines més compactes sense canvi de la composició química.

L'inclinament del pla de Benioff varia d'unes zones a unes atres, pero l'àngul entre el pla de Benioff i l'horisontal sol ser menor de 45°. Quant major siga l'àngul de Benioff, major serà la magnitut dels sismes que es generen. Aixina també quan es tracta de màrgens continentals, quant major siga l'àngul del pla de Benioff, major és la possibilitat de generació de tsunamis. Per una atra part, quant major l'àngul, major és el sisme necessari per a la generació de tsunamis. Tal és el cas de la costa suramericana, des de Chile, al sur, fins a Colòmbia, al nort.