El misterioso material que hace “resbalar” las fallas y podría cambiar lo que sabemos de los terremotos

Un equipo de la Universidad de Tohoku encontró óxido de grafeno de origen natural dentro de la falla de Atotsugawa, en Japón. Este material ultradeslizante podría explicar por qué ciertas zonas se mueven lentamente sin producir sismos devastadores.

El misterio de las fallas “tranquilas”

No todas las fallas geológicas se comportan igual. Mientras algunas liberan su energía en terremotos destructivos, otras se desplazan de forma casi silenciosa, a través de movimientos lentos y continuos conocidos como deslizamientos asísmicos.

Un nuevo estudio publicado en Nature Communications y liderado por científicos de la Universidad de Tohoku identificó un factor clave detrás de este comportamiento: la presencia de un material inesperado, el óxido de grafeno, actuando como lubricante natural dentro de la falla de Atotsugawa, en el centro de Japón.

Óxido de grafeno: del laboratorio al interior de una falla

El óxido de grafeno es un derivado del grafeno muy utilizado en la tecnología por su resistencia y su capacidad para reducir la fricción. Hasta ahora se creía que solo se producía de forma sintética en laboratorio, pero el equipo japonés lo detectó de manera natural en muestras extraídas del núcleo de la falla.

Los investigadores hallaron láminas ultrafinas de óxido de grafeno, de apenas entre 3 y 10 nanómetros de espesor, acumuladas en pequeñas grietas dentro del material fino de la falla. Estas capas presentan un coeficiente de fricción extremadamente bajo, mucho menor que el de minerales habituales como las arcillas o el grafito, lo que facilita que los bloques de roca se deslicen sin trabarse.

Un “nanolubricante” que la propia falla produce

El estudio muestra que el óxido de grafeno encontrado tiene una composición rica en grupos oxigenados, como los hidroxilos, y un alto grado de oxidación. Esa estructura química permite que el material interactúe con el agua presente en profundidad y forme una película lubricante muy eficaz entre los minerales.

Según explicó el profesor Hiroyuki Nagahama, cada vez que la falla se mueve, se desencadenan reacciones químicas en el carbono de las rocas que generan más óxido de grafeno. En otras palabras, mientras más se desplaza la falla, más produce su propio “nanolubricante”, lo que hace aún más fácil el deslizamiento lento y reduce la probabilidad de rupturas sísmicas violentas.

Tecnología de punta para ver lo invisible

Para detectar este material oculto, el equipo combinó varias técnicas avanzadas: espectroscopía Raman, espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Estas herramientas permitieron confirmar la presencia de óxido de grafeno en una sola capa y caracterizar su estructura y composición química con gran detalle.

La Universidad de Tohoku destacó que se trata del primer registro de óxido de grafeno ultradelgado formando parte natural de una falla activa. El hallazgo desafía las ideas previas sobre los materiales que controlan la fricción en el interior de la corteza terrestre.

¿Qué cambia para la ciencia de los terremotos?

Los experimentos indican que este óxido de grafeno puede mantenerse estable hasta unos 200 grados Celsius, temperatura que corresponde a profundidades de entre 7 y 8 kilómetros en la corteza. Justamente esa es la zona donde se observa el deslizamiento lento y la baja frecuencia de grandes terremotos en la falla de Atotsugawa.

Para el investigador Tomoya Shimada, el descubrimiento abre una nueva línea de trabajo: si el óxido de grafeno puede formarse de manera natural en otras fallas del mundo, podría cambiar la forma en que se entiende el origen de los sismos, la evolución de las fallas y la evaluación del riesgo sísmico a largo plazo.

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