Un nuevo sistema para localizar terremotos

Investigadores de California han desarrollado un sistema que puede determinar rápidamente el tamaño de un terremoto y la extensión de sus efectos dentro de una zona de falla, incluyendo su potencial para provocar un tsunami devastador. Los investigadores han utilizado el sistema -que se basa en mediciones de GPS- para modelar con precisión dos terremotos históricos en Japón y el norte de México.

El desastre del terremoto de 2011 de Japón mostró que los primeros minutos después de un terremoto son cruciales. Cuando el terremoto golpeó Tōhoku, los geofísicos necesitaron más de 20 minutos para calcular que el terremoto tuvo una magnitud de 9,0 en la escala de Richter. Si las autoridades hubieran conocido la magnitud del terremoto antes, les hubiera dado un tiempo valioso para activar sistemas de alerta temprana para ayudar a preparar a la gente para el gran tsunami que inevitablemente seguiría.

La velocidad de respuesta en los sistemas actuales se ve limitada por el hecho de que los instrumentos en estaciones sísmicas cercanas a los grandes terremotos tienden a estar saturados por períodos de agitación intensa. Por lo tanto, para determinar el tamaño y la magnitud de los terremotos, los sismólogos han de mirar los datos de una serie de estaciones de otros lugares. Lo que es demasiado, porque los instrumentos de las estaciones sísmicas no pueden medir toda la gama a la que las placas tectónicas se desplazan,  y las magnitudes de los terremotos suelen subestimarse en los primeros minutos después de un terremoto.

Un enfoque alternativo que se ha desarrollado en las últimas dos décadas es el uso de datos de GPS para monitorear la corteza de la Tierra desde el espacio. El principio básico es crear una red regional de estaciones de GPS, donde los geocientíficos a continuación, puedan seguir la posición de las estaciones dentro de un área geográfica determinada. Después de un terremoto, los científicos podrían examinar los movimientos de estas estaciones de GPS respecto a las demás con el fin de averiguar el grado en que la tierra ha cambiado.

Brendan Crowell y sus colegas del Instituto Scripps de Oceanografía en la Universidad de California en San Diego han desarrollado este enfoque en el sistema para el modelado de la magnitud de los terremotos en detalle. El sistema se basa en un modelo matemático que permite a los investigadores  utilizar los datos de GPS regional para volver a crear  planos de fallas y caracterizar la actividad en estas zonas durante un terremoto. Afirman que su sistema puede determinar la magnitud de un terremoto mucho más rápido de lo que es posible con los métodos tradicionales. Habría permitido a los sismólogos identificar la magnitud como 9 en el terremoto en Japón en unos 2 o 3 minutos, asegura Crowell.

Crowell y su equipo dicen que el modelo puede funcionar de dos maneras diferentes. La primera consiste en aplicar el modelo a una región en la que ya se conoce bien la red de fallas. En el segundo enfoque, el modelo se aplicaría a una región donde los detalles de la zona no están tan bien establecidos. En este segundo caso, el modelo es capaz de utilizar los datos del GPS para volver a crear la red de fallas debajo de la superficie de la Tierra mediante una función matemática conocida como tensor de momento centroide.

La publicación de sus hallazgos en un artículo que aparecerá en la revista Geophysical Research Letters , el equipo de Crowell muestra su modelo en dos grandes terremotos. El primer ejemplo utiliza los datos de GPS de 356 estaciones de GeoNet para construir una imagen del terremoto de magnitud 8,3 Tokachi-oki que afectó a 100 km de la costa de la isla de  Hokkaido en Japón. El segundo caso  utiliza los datos del GPS de 95 estaciones de la Red de California en Tiempo Real (CRTN) para recrear el terremoto de 7,2 grados que asoló la región de Baja California al norte de México en 2010.

En ambos casos el grupo de Crowell fue capaz de determinar las magnitudes de los terremotos en menos de 2 minutos, con una mejora sobre los métodos tradicionales sísmicos en un factor de 10. Los investigadores encontraron que en el caso del terremoto japonés, el método de predefinir las faltas funcionó mejor porque el sistema de fallas se complica a más profundidad. En el estudio del caso mexicano, el método de recrear la zona de falla trabajó mejor también, en parte debido a que el ángulo de inclinación de la falla no cambió mucho con la profundidad, lo que permite una simple representación de la falla. Crowell dice que su grupo también ha utilizado este método para modelar el terremoto de 2011 de Tohoku y que actualmente está trabajando en un documento separado para describir este trabajo.

La investigación está financiada en parte por la NASA, y Crowell, dice que su grupo está desarrollando un prototipo de sistema de trabajo que se implementará en el próximo año y que será supervisado por el Instituto Scripps. De igual modo, advierte que el sistema no debe ser visto como un verdadero sistema de alerta temprana, debido a que requiere una respuesta en cuestión de segundos a un evento. ”Puede, sin embargo, ayudar  a localizar las regiones de mayor daño con mayor precisión. Para modelar un posible tsunami, este método podría funcionar a la perfección y podría acelerar el sistema actual en decenas de minutos”, dice.

Autor: James Dacey

Enlace original: Rapidly spotting major earthquakes using GPS