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Actualizado el 05/12/2017
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Columna de sismología: Un avance en la alerta temprana de terremotos y tsunamis

Autor: Cristian Farías Vega, Geofísico

Columna de sismología: Un avance en la alerta temprana de terremotos y tsunamis

Hasta el día de hoy los terremotos son impredecibles. Y dada la complejidad de su generación, diversos científicos han tomado la búsqueda de precursores como una alternativa viable. En caso de que se logre avanzar en dicha materia, sería posible anticiparse a un terremoto cuando este está a punto de ocurrir, y dar una alerta temprana. Por desgracia, eso está muy lejos de ser plausible el día de hoy, de modo que los sistemas de alerta que tenemos están fundamentalmente basados en las observaciones inmediatas de las ondas producidas por un terremoto. En esta columna les contaré sobre el más reciente avance en estos sistemas, que está relacionado con ondas llamas elasto-gravitacionales. Pero primero tenemos que hablar un poco de ondas sísmicas. 

Un terremoto se produce cuando una parte de la corteza se mueve súbitamente respecto a otra. En la mayoría de los grandes terremotos en Chile esas dos partes son dos placas: la de Nazca y la Sudamericana. Debido a ese movimiento se producen dos ondas, llamadas P y S. La P es la que viaja más rápido y por lo mismo es la primera que sentimos. También es la que tiene menor amplitud de las dos, por lo que realmente no nos asusta mucho. La S es más lenta, más grande, y por lo mismo destructiva. También existen las ondas superficiales, que se generan por la interacción de la onda S con la superficie terrestre. Estas son más lentas aún y generan movimientos de alta amplitud que en terremotos grandes hacen que perdamos el equilibrio.

En el sistema de alerta temprana hay un montón de estaciones sismológicas instaladas en zonas importantes. De esta manera, apenas ocurre el terremoto, estas estaciones captan el movimiento de la onda P, y mandan la alerta de que se produjo un gran sismo a un centro de datos. Ya que las ondas P son más rápidas que las S, el centro de proceso de datos tiene tiempo para anticiparnos a un fuerte remezón con varios segundos de ventaja. En el caso de Japón, como la mayoría de los grandes terremotos ocurren en el mar, las estaciones están ubicadas en el fondo marino y en la costa, para así captar rápidamente los primeros movimientos, y permitir una ventaja de unos 10 segundos, al menos. La siguiente figura muestra una idea de cómo funciona esto, haciendo énfasis en que se necesitan muchas estaciones para cubrir adecuadamente una región.

La siguiente parte de la alerta en caso de un megaterremoto que se genera en la costa es la alerta de tsunami. Hoy en día tenemos programas que permiten hacer estimaciones del tamaño de las olas de un maremoto, así como de los tiempos de arribo de estas en distintas ciudades costeras. El principal insumo de estos códigos es el tamaño del terremoto, por lo que estimar rápidamente la magnitud es fundamental. El problema es que con los sismos más grandes eso se vuelve complejo, y toma varios minutos tener una primera estimación de la magnitud. Esta misma estimación va cambiando con el paso de las horas: en el terremoto del Maule primero se habló de un sismo de magnitud 8.5, y fue después de un tiempo que se llegó a la magnitud real 8.8. Entonces tenemos un problema: necesitamos estimar rápidamente y de la mejor forma posible la magnitud, y eso nos está costando ahora mismo.

Sin embargo, esto puede cambiar. Hace muy poco Martin Vallée y sus colegas publicaron un estudio en la revista Science donde muestran evidencia de pulsos elasto-gravitacionales llegando antes que las ondas P a sismómetros de banda ancha localizados en diversos lugares del mundo. Esto se detectó durante el Terremoto de Tohoku el 2011, y teóricamente se puede detectar para cualquier terremoto. Esto se debe a que durante un terremoto se mueven grandes porciones de la corteza terrestre de manera súbita, de modo que éstas se acercan o se alejan de la superficie, tanto durante el sismo como después de el. Estas deformaciones deben producir no sólo ondas elásticas (las que sentimos), sino que también pulsos elasto-gravitacionales. La gracia de estos últimas es que se mueven a la velocidad de la luz, muchísimo más rápido que una onda elástica.

En su trabajo, Martin Vallée y sus colegas no sólo encontraron evidencia de las ondas elasto-gravitacionales captadas durante el Terremoto de Tohoku, sino que también modelaron la forma en que de generan, encontrando que ellas son más grandes si es que el terremoto que las produce es más grande, y por lo tanto sirven para estimar la magnitud de este. Y si bien se estima que podría tomar uno o dos minutos de ocurrido un terremoto para obtener una estimación de su magnitud, este tiempo es mucho más pequeño que el que actualmente se tiene. Además, y ya que las ondas viajan a la velocidad de la luz, pueden ser captadas rápidamente por gravitómetros y estaciones sismológicas localizados lejos de la zona de ruptura del sismo, de modo que se podría llegar a establecer una alerta desde un lugar remoto, y transmitir rápidamente la información a todo el globo. Eso es tremendo, y tiene un gran potencial para el futuro. Además, el hecho de que se pueda usar los mismos instrumentos que ya están instalados en gran parte del mundo hace que la aplicación sea muchísimo más fuerte.

A partir de ahora queda seguir avanzando en la generación de mejores sensores de las pequeñas variaciones en la gravedad generadas por las ondas elasto-gravitacionales, así como en la depuración de la técnica, que nos permitiría mejorar los sistemas de alerta temprana en todo el mundo, y ayudar a salvar vidas. La ciencia avanza, y ahora se vuelve más relevante que nunca que este conocimiento se traspase a más personas.

Cristian Farías Vega es doctor en Geofísica de la Universidad de Bonn en Alemania, y además profesor asistente en la Universidad Católica de Temuco. Semanalmente estará colaborando con La Tercera aportando contenidos relacionados a su área de especialización, de gran importancia en el país dada su condición sísmica.

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