Los datos de miles de dispositivos GPS detectan una fase anterior que anuncia los grandes terremotos | Ciencia

Es el santo grial para los sismólogos y geólogos: encontrar una pista confiable sobre cuándo, dónde y qué tan fuerte será el siguiente terremoto. En lo que va de siglo, más de un millón de personas han muerto a causa de un terremoto, sin contar el costo astronómico para la infraestructura y la economía, especialmente en los países más pobres. Ahora, científicos franceses han descubierto una fase precursora que comienza horas antes de que ocurra un gran terremoto. Y como se describe en la revista. CienciaLo hicieron analizando los pequeños movimientos registrados por el GPS. Estos investigadores creen que desplegar redes de detección alrededor de fallas importantes podría ayudar a encontrar el santo grial.

La euforia estalló entre los sismólogos en la década de 1970. La acumulación de datos sobre terremotos, nuevos modelos teóricos y experimentos de laboratorio nos hicieron soñar con descubrir los fenómenos y mecanismos que anunciaban el terremoto. Como dice el profesor de la Universidad de California Roland Bürgmann, todo indicaba que “los terremotos suelen estar precedidos por procesos precursores”. Pero la emoción se calmó: «A medida que los científicos profundizaron y obtuvieron mejores observaciones de estos precursores, encontraron que aunque a veces ocurren, realmente no se podían distinguir de procesos similares, que a menudo ocurren en otros momentos y en otros lugares”. Julián García Mayordomo, experto en geología sísmica del Instituto de Geología y Minería (IGME), también recuerda la complejidad: «Los grandes terremotos ocurren a 15 o 10 kilómetros de profundidad en la corteza terrestre, donde nunca podríamos ver». 6,5 o 7 terremotos es una llanura que puede tener varias decenas de kilómetros de largo y 15 kilómetros de profundidad. Es un área enorme con muchos procesos en marcha. Es absolutamente imposible controlarlo. Hay demasiadas variables, lo que hace que el fenómeno sea altamente impredecible”.

“Los grandes terremotos ocurren a 15 o 10 kilómetros de profundidad en la corteza terrestre, donde nunca hemos podido mirar

Julián García Mayordomo, experto en geología sísmica del Instituto Geológico y Minero

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Pero los científicos Quentin Bletery de la Universidad de Côte d’Azur de Francia y Jean-Mathieu Nocquet del Instituto de Física Planetaria de París han encontrado una manera de detectar la señal de un futuro terremoto en medio del ruido. Su idea era utilizar sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) como el estadounidense GPS o el europeo Galileo. Todo el planeta está salpicado de estaciones geodésicas (hay 400 en la Península Ibérica) que contienen una serie de sensores de interés para los geólogos. Uno de ellos es un módulo GNSS que utiliza la triangulación con satélites GPS o Galileo (y también con la red rusa GLONASS o la red china Beidou) para determinar la ubicación. La posición de estas estaciones, fijadas al suelo y determinadas al milímetro, es fundamental para la creación de mapas. Pero las estaciones se mueven y no están siempre en el mismo lugar: su posición cambia a lo largo del año debido a fenómenos globales como la deriva continental, o fenómenos locales como la construcción de una presa o levantamientos sobre el terreno, etc. fracking. Un gran terremoto también puede moverlos de un lugar y eso será registrado por el GPS.

Lo que hicieron estos dos científicos franceses fue analizar los datos posicionales de más de 3.000 estaciones geodésicas mientras la tierra ha temblado en 90 terremotos con magnitudes superiores a 7 (el de Turquía alcanza los 7,8 y 7,5) en lo que va de siglo. Más importante aún, también recopilaron y analizaron datos de GPS durante las 48 horas anteriores a cada uno de estos grandes terremotos. Su hipótesis inicial fue que los terremotos comienzan con una fase precursora, caracterizada por un desplazamiento lento y sin sacudidas en la ubicación de la falla donde estará el hipocentro del próximo terremoto.

«La fase antecedente es la ventana de tiempo en la que los bloques tectónicos comienzan a moverse entre sí, lentamente al principio y cada vez más acelerados».

Jean-Mathieu Nocquet del Instituto de Física Planetaria de París

“Los terremotos son deslizamientos de tierra repentinos a lo largo de fallas que separan dos bloques tectónicos”, recuerda Nocquet, coautor de este estudio. Antes de que las dos masas rocosas se atasquen. “La fase antecedente es la ventana de tiempo en la que los bloques tectónicos comienzan a moverse entre sí, acelerando inicialmente lenta y progresivamente para finalmente alcanzar una alta velocidad de deslizamiento. “El deslizamiento rápido genera las ondas sísmicas que provocan los daños observados en los grandes terremotos”, explica el científico francés. Aunque existe cierto consenso sobre la existencia de esta fase precursora, no existe consenso sobre sus características clave, como la duración. Para algunos, dura solo unos segundos, para otros, puede verse como una serie de micro-terremotos durante semanas o meses. «Por el contrario, nuestro estudio sugiere que el deslizamiento se acelera progresivamente durante unas pocas horas, alrededor de dos horas», agrega.

Para asegurarse de que la señal detectada fuera correcta, repitieron su análisis, con la ayuda de inteligencia artificial, durante otras 100.000 ventanas de tiempo, pero después de eso no hubo terremoto. No pudieron ver una señal de crecimiento lento pero exponencial como el que se ve en la fase precursora de un gran terremoto.

Hasta aquí las buenas noticias. Como reconocen los propios autores, en casi la mitad de los terremotos no encontraron esta fase precursora. Eso no significa que no lo sea, podría haber ocurrido antes del período que analizaron. Por varias razones, incluida la complejidad computacional, no retrocedieron más allá de las horas previas a cada gran terremoto en su análisis. Otra razón podría ser que el terremoto ocurrió demasiado lejos de una de estas estaciones geodésicas. Nocquet cree que «en el futuro, el desarrollo de un monitoreo sistemático, denso y preciso de las perturbaciones podría brindar la oportunidad de detectar tales deslizamientos precursores para eventos individuales».

Víctor Puente es investigador de geodesia y sismología en el Instituto Geográfico Nacional. Puente, valorando la importancia de un trabajo basado en información de los últimos 90 grandes terremotos, recuerda que los científicos franceses basaron su análisis en la base de datos del Laboratorio de Geodesia de Nevada (EE.UU.). Aquí hay registros no de 3.000 estaciones, sino de 17.000. Si se utilizaran todos, la capilaridad del análisis sería mucho mayor. “Pero este laboratorio entrega los datos con una latencia de dos horas”, recuerda Puente. De mantener un sistema de detección en ellos, el aviso llegaría cuando el sismo ya haya ocurrido. En cualquier caso, Puente señala que si se quieren confirmar los resultados de los investigadores franceses, esta latencia debería reducirse hasta que los datos estén disponibles en tiempo real. «Sería difícil, pero posible».

Cuanto más sepamos sobre las fallas, mejor podremos determinar la fuerza máxima de los terremotos y luego la intensidad en la superficie y, en un segundo paso, tratar de saber mejor cuándo ocurrirán”.

Jesús Galindo del Instituto de Geodinámica de la Universidad de Granada

Otra de las claves para el funcionamiento de un sistema como el propuesto en esta investigación es la necesidad de conocer en detalle todas las fallas que potencialmente podrían ser el origen de un gran terremoto. Jesús Galindo, del Departamento de Geodinámica de la Universidad de Granada, señala que esta es el área de investigación a seguir en el futuro. “Como en la meteorología, con más estaciones y mejores modelos matemáticos, ya somos capaces de predecir el tiempo, la temperatura, las olas de calor o cuándo caerá la lluvia. Lo mismo ocurre con los errores; Lo que también se requiere es una comprensión del movimiento del suelo y otros parámetros físicos como la estructura de profundidad. Cuanto más sepamos de las fallas, mejor podremos modelarlas, básicamente sabiendo cuál será la fuerza máxima de los terremotos, para luego conocer la intensidad en superficie y, en un segundo paso, saber mejor cuándo ocurrirán”, explica.

“La clave crucial son los datos que tienes cerca del hipocentro del terremoto”, apunta el catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid, experto en geodesia de peligrosidad sísmica. Respecto a la investigación de científicos franceses líderes en este campo, destaca que se trata de un gran aporte y que va en camino. pero decir eso En dos horas habrá un terremoto Todavía nos queda mucho”.

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