Què, sí, quan, no

2011/06/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Geologia
• Geografia

El vaixell es va detenir en un carrer de la ciutat, a la ciutat japonesa d'Ofunato, pel tsunami perseguit pel terratrèmol de l'11 de març. Ed. : Matthew Bradley/DVID.

Una de les majors pretensions dels sismòlegs és predir quan es produiran els terratrèmols.

Igual que en empènyer una peça de dominó cauen tots els que estan al seu costat, el moviment de l'escorça terrestre que es produeix per un terratrèmol mou les parts de la superfície adjacent. Els que vénen darrere són de magnitud inferior al primer terratrèmol i "poden ocórrer durant diversos mesos fins que es reestabilice tot el territori", explica Arturo Apraiz, professor de geologia de la UPV i expert en tectònica.

A Lorca, per exemple, s'han produït 50 rèpliques després del terratrèmol principal de magnitud 5,1. Al Japó, per part seva, només les rèpliques de més de 5 magnituds de l'escala Ritcher van suposar més de cinc-cents, segons ha informat l'Agència de Meteorologia local, fins a finals d'abril. Cinc d'elles van ser de més de 7 magnituds i setanta-cinc de més de 6. Totes elles es consideren rèpliques de la primera.

Més enllà de la seva influència en les següents parts de l'escorça terrestre, durant l'assemblea anual de l'Associació Sismològica dels Estats Units, a l'abril --és a dir, immediatament després del Japó- es va parlar de si últimament no s'ha encès una sèrie de grans terratrèmols. De fet, des de 1900 només set terratrèmols han estat superiors als de magnitud 8,8, dels quals tres s'han produït en els últims sis anys: 2004 a Sumatra (Indonèsia), 2010 a Xile i març anterior al Japó.

Dos investigadors de la Universitat de Texas i del Servei de Geologia dels Estats Units (USGS) van plantejar la hipòtesi que en expandir l'energia alliberada en un gran terratrèmol en la superfície de la Terra, no es produiran altres grans terratrèmols en altres zones del món? Van concloure que no. Segons la revista Nature Geoscience, "els grans terratrèmols --de magnitud 7 - només tenen capacitat de produir terratrèmols a dos mil quilòmetres de distància. En concret, la influència pot arribar a una distància de dues o tres vegades la longitud de l'àrea terrestre desestabilitzada pel primer terratrèmol".

Aresta del Pacífic, zona activa

En qualsevol cas, la Terra no necessita estar en una època de grans terratrèmols perquè a Indonèsia, Xile i el Japó es produeixin grans terratrèmols. Totes aquestes regions són per si mateixes un territori geològicament molt actiu. Totes elles es troben a la vora de l'Oceà Pacífic, és a dir, en el denominat anell de foc. Aquest és el nom que rep el fet que en aquesta ronda del Pacífic es produeix la major activitat volcànica i sísmica de la Terra.

En tota la riba de l'oceà Pacífic, les plaques tectòniques s'estan acostant. D'una banda, la placa del Pacífic que subjeu a la major part de l'Oceà Pacífic forma les zones de subducció (intrusió), amb plaques d'Austràlia-Índia, Filipines, Euràsia i Amèrica del Nord. el Japó, en concret, es troba entre els tres últims. En els extrems occidentals de l'Oceà Pacífic, per part seva, les plaques Cocos i Neixi formen zones de subducció amb plaques continentals de vora oceànica, és a dir, plaques del Carib i Sud-amèrica.

En tots els casos, atès que una de les plaques és suboceánica i l'altra és subcontinental, i els subcontinentales són vuit vegades més gruixuts que els suboceánicos, són els oceànics els que penetren sota els continentals. És un moviment en el qual les plaques rarament avancen i es produeix un fregament enorme en les vores. Però al no interrompre el moviment de les plaques, la tensió es va acumulant. Igual que en tibar una goma elàstica, la tensió no es pot acumular il·limitada. I llavors, els crak, es produeixen fractures i, amb això, un terratrèmol, ja que tota l'energia acumulada s'allibera de manera instantània.

"El temps que pot durar fins que s'alliberi l'energia i la quantitat de tensió que pot acumular depèn, entre altres factors, de la mena de material que l'escorça tingui en la zona i del nombre de falles que tingui --explica Apraiz -. És a dir, depèn de la rigidesa del cos que es trenca: en general, com més rígid i menys fractures hi hagi en el cos, més tensió s'acumula i, per tant, més terratrèmols. Però la superfície terrestre és molt heterogènia, per la qual cosa és difícil saber quantes tensions és capaç d'acumular".

Vehicles d'emergència travessant Sukuiso. Ed. : Dylan Mc Cord/Armada Americana.

Al Japó, coincidint amb el terratrèmol de 9a magnitud, la tensió acumulada durant anys i anys va provocar el desplaçament de l'illa cap a l'est de dos metres i mig. Així ho va anunciar el satèl·lit Envisat de l'AQUESTA. "Com l'energia s'ha alliberat de sobte, tot s'ha mogut de sobte. Podria succeir que en lloc d'un terratrèmol de 9a magnitud es produïssin milers de terratrèmols de 6a magnitud, i llavors s'hauria mogut també dos metres i mig, però a poc a poc", afirma Apraiz.

Predicció de terratrèmols, qüestió estadística

A causa del continu moviment de les plaques tectòniques, es pot esperar que els terratrèmols es produeixin periòdicament en un determinat territori i que la magnitud d'aquests terratrèmols no variï massa. Les prediccions dels terratrèmols es realitzen, en la majoria dels casos, a partir de dades històriques. Al Japó, per exemple, no s'esperava que es produïssin tals terratrèmols.

Segons explica el sismòleg Hiroo Kanamo, de l'Institut de Tecnologia de Califòrnia, "en els últims segles s'han produït terratrèmols d'aproximadament 8 magnituds en aquesta regió. Mai fins a"9 . Tenint en compte que Ritcher és una escala logarítmica, passar de 8 a 9 implica que la força del terratrèmol sigui 30 vegades major.

El registre de sexisme japonès va ser descrit pel matemàtic Baron Dairoku Kikuchi en el llibre Recent Seismological Investigations in Japan publicat en 1904. Allí va recollir que hi havia 2.000 terratrèmols registrats en tota la història del Japó i que el primer era de l'any 416. No obstant això, va assenyalar que l'observació sistemàtica del terratrèmol va començar en 1875.

Fent una aproximació estadística, i tenint en compte el temps transcorregut des de l'últim terratrèmol, els científics poden conèixer si la probabilitat que es produeixi un terratrèmol en un determinat territori és alta o baixa i la magnitud aproximada que pot tenir el terratrèmol de què es tracti. Però "és impossible predir quan es produirà un terratrèmol en l'actualitat", explica José Luis Granja, professor de Geofísica de la Universitat Complutense de Madrid.

Altres mètodes de predicció en els seus inicis

Si es produeixen terratrèmols periòdics és perquè s'acumula la tensió fins que no es pot mantenir més durant aquest temps. Per tant, la mesura de la tensió que es va acumulant en les roques en zones amb tendència als terratrèmols pot ser una forma més precisa de predir els terratrèmols. I en això han començat els científics, "sobretot al Japó i els Estats Units, que són els països més desenvolupats els que més terratrèmols sofreixen", ha assenyalat Apraiz.

No obstant això, són molt poques les regions que disposen d'aquesta mena de mesuradors. Segons USGS, "als Estats Units, només en la falla de Sant Andrés es poden fer seguiments i prediccions".

Segons expliquen en la web d'USGS, aquest sistema "permet saber quan les roques arriben al punt crític a causa del moviment de les plaques". No obstant això, malgrat arribar a un punt crític, Apraiz afirma que "l'heterogeneïtat de la superfície terrestre i els factors que condicionen l'aparició o no de terratrèmols és tan difícil determinar mètodes científics fiables per a predir el moment del terratrèmol", ha afegit. En la mateixa línia van les paraules de José Luis Granja: "Els cicles sísmics no són constants i existeixen molts paràmetres i variables externes que no podem controlar ni coneixem. De fet, el nostre coneixement de l'interior de la Terra és bastant limitat".

Extermini del terratrèmol de 1906 a San Francisco, vist des del carrer Sagrament. Ed. : Arnold Genthe.

Segons ha explicat Apraiz, "l'únic model matemàtic bastant ben assentat és el que anuncia quan i quant ocorrerà la violenta rèplica que es produeix després d'un gran terratrèmol. Per a això també és necessari un coneixement exhaustiu de la geologia del territori".

Fora dels mètodes esmentats, en algun moment apareix que el comportament dels animals pot predir terratrèmols. O que proposi altres mètodes de predicció. Per exemple, en 2009, en L'aquila (Itàlia), abans que es produís un terratrèmol de magnitud 6,3, un tècnic del Laboratori Nacional Gran Sasso, Giampaolo Giuliani, va disparar l'alarma. Va detectar les fluctuacions del gas noble radó a través de diversos radómetros, que posteriorment va ser un epicentre en la zona i va anunciar que en breu s'anava a produir un terratrèmol.

A pesar que el pronòstic realitzat en aquest cas es va complir, Granja considera que "es tracta d'una metodologia no contrastada i que no ha donat resultats definitius, com han pogut comprovar diferents grups de recerca americans, japonesos, xinesos, etc. Encertar anunciant amb aquesta mena de mètodes no li dóna credibilitat, són només qüestions puntuals".

Prediccions per a la prevenció

Si els terratrèmols fossin predictibles amb gran precisió, s'obtindria un mètode perfecte per a evitar morts. "Hi ha molt d'interès i qui aconsegueixi un bon mètode de predicció mereixeria el premi Nobel --diu Apraizek-. És un camp de recerca de primer ordre perquè salvaria vides, preveuria grans destruccions, etc.".

No obstant això, amb els mètodes actuals, "l'única cosa que es pot fer és la prevenció", ha reconegut. Així ho fan en països com el Japó, on construeixen les seves cases per a mantenir-se en peus davant els moviments dels terratrèmols, protegeixen al màxim a la indústria, etc. De fet, el Japó és, segons Granja, "el país millor preparat davant el terratrèmol. Si el tsunami no hagués coincidit amb el terratrèmol, hi hauria pocs danys en les infraestructures i molt poques persones afectades".

Per tant, "les prediccions serveixen per a prendre mesures preventives i saber que el terratrèmol ocorrerà alguna vegada, però no es pot fer un pla d'evacuació; no pots deixar un territori buit durant anys, esperant que es produeixi el terratrèmol", explica Apraiz.

En aquest moment es troben a Califòrnia en la zona de la falla de Sant Andrés. The Big One és el nom que han donat els experts al terratrèmol que està a punt de succeir. Estadísticament és el moment que es repeteixi el gran terratrèmol que es va produir en 1906, que històricament s'ha produït cada cent anys. No obstant això, segons Apraiz, "pot ser ara o dins de quaranta anys. I és que tenim un registre de temps molt curt; si tinguéssim un registre de terratrèmols dels últims 5.000 anys, podríem fer aproximacions més precises. A més, a escala geològica, l'interval de quaranta anys és una bretxa. Llavors, què és el que cal fer en aquesta situació? Despoblar a San Francisco? Fins quan? I si no hi ha terratrèmols? Ja saps que serà per fi, però no hi ha terminis i poden passar anys per a quan es compleixi l'anunciat".

Fora dels límits convergents, terratrèmols més febles

Tots els moviments de plaques provoquen terratrèmols, però no són iguals els que es produeixen en els uns i els altres. En general, com més gran és el fregament entre plaques, majors són els terratrèmols.

Els majors terratrèmols es produeixen en zones en les quals es produeix la subducció com a conseqüència de la convergència de plaques, com en la riba de l'Oceà Pacífic. En els oceans, no obstant això, ocorre el contrari, és a dir, que les plaques se separen entre si per divergència. Entre les plaques surten el material fos del mantell de la Terra i els oceans van creixent. Es formen crestes oceàniques en zones d'expansió.

(Foto: Imatge: USGS.)

Les crestes principals de tots els oceans formen una zona elevada gairebé contínua. Té una longitud total aproximada de 60.000 quilòmetres i una amplària de 1.000-3.000 quilòmetres. Partint de la cresta central de l'Oceà Atlàntic, travessa l'oceà de nord a sud; cap a l'est, es troben les dues crestes de l'Oceà Índic (sud-oest i sud-est), després d'Austràlia-Antàrtida, la cresta del Pacífic Antàrtic, que acaba en la cresta oriental del Pacífic. L'últim extrem d'aquest plomall culmina en el Golf de Califòrnia, prop de la falla de Sant Andrés.

La falla de Sant Andrés és l'exemple més conegut del tercer tipus de moviment entre plaques tectòniques. No zones de convergència ni de divergència, on les plaques tenen moviment horitzontal: La placa del Pacífic es frega "" contra la nord-americana, que es mou cap al nord. El terratrèmol de Lorca també es deu a una falla que es mou d'aquest tipus.

Els terratrèmols, eina per a conèixer l'interior de la Terra

Al marge de la devastadora força dels terratrèmols, Arturo Apraiz, professor de geologia i expert en tectònica de la UPV, assenyala que són "molt útils" per als científics. Entre altres coses, "coneixem l'interior de la Terra gràcies a les ones sísmiques dels terratrèmols", afirma. Aquestes ones sísmiques tenen diferent velocitat depenent de la densitat del material que travessen. Com més gran sigui la densitat, més ràpid travessaran els materials. Els investigadors, analitzant la velocitat d'aquestes ones sísmiques i el temps que triguen a arribar d'un punt a un altre, han descobert l'interior de la Terra.

Quan es produeixen terratrèmols, les ones sísmiques es propaguen en tres dimensions. En llançar un còdol a l'aigua l'energia s'expandeix en dues dimensions, però en tres. Les ones que salin del focus del terratrèmol són de dos tipus: Ondas P i S (primàries i secundàries). Les ones P es mouen en forma de molls, estirant-les i contraient-les, per la qual cosa actuen en la mateixa direcció que la propagació ondulatòria. Les ones S, igual que en agitar una corda de dalt a baix, oscil·len com les ones convencionals. A causa dels moviments de cadascun, les ones P avancen més ràpid que les ones S (per això són primàries), sent la velocitat de les primeres 2,7 vegades la de les segones.

Si la composició del conjunt de la terra fos la mateixa, les ones sísmiques es comportarien de la mateixa manera que qualsevol altra ona en qualsevol altre mitjà, i, entre altres coses, a mesura que s'avança anirien perdent velocitat i força. No obstant això, quan es produeixen terratrèmols, s'observa que les ones que arriben més lluny s'acceleren. El primer investigador que es va apropiar d'això va ser el croat Andrija Mohorovicic. Ell va mesurar que les ones P que arribaven a més de 200 quilòmetres tenien major velocitat que les que arribaven per sota. A la vista d'això, va concloure que les ones P travessen un mitjà que augmenta la seva velocitat, per la qual cosa es tracta d'un mitjà de major densitat.

(Foto: © istockphoto.com/furchin)

En 1909 va definir el primer límit de capa de la Terra, que separa la superfície terrestre del mantell. Avui sabem que el mantell té dues parts. El més pròxim a l'escorça terrestre és el sòlid, que juntament amb la superfície forma la Litosfera, és a dir, el conjunt de plaques tectòniques. L'altre, a uns 100-200 quilòmetres, té la "textura d'una plastilina molt tova", explica Apraiz.

El sismòleg Beno Gutenberg va descobrir, en 1914, que el nucli està més enllà del mantell terrestre i el nucli és líquid. Es va basar en una diferència entre les ones P i S: A diferència de les ones P, les ones S no poden travessar cap mitjà líquid.

Gutenberg va descobrir que les ones S no arriben fins a l'antípoda del lloc del terratrèmol. Així que va deduir que hi ha una capa líquida que no podia travessar.