Qué, sí, cuándo, no

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

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El barco se detuvo en una calle de la ciudad, en la ciudad japonesa de Ofunato, por el tsunami perseguido por el terremoto del 11 de marzo. Ed. : Matthew Bradley/DVID.

Una de las mayores pretensiones de los sismólogos es predecir cuándo se producirán los terremotos.

Al igual que al empujar una pieza de dominó caen todos los que están a su lado, el movimiento de la corteza terrestre que se produce por un terremoto mueve las partes de la superficie adyacente. Los que vienen detrás son de magnitud inferior al primer terremoto y "pueden ocurrir durante varios meses hasta que se reestabilice todo el territorio", explica Arturo Apraiz, profesor de geología de la UPV y experto en tectónica.

En Lorca, por ejemplo, se han producido 50 réplicas tras el terremoto principal de magnitud 5,1. En Japón, por su parte, sólo las réplicas de más de 5 magnitudes de la escala Ritcher supusieron más de quinientos, según ha informado la Agencia de Meteorología local, hasta finales de abril. Cinco de ellas fueron de más de 7 magnitudes y setenta y cinco de más de 6. Todas ellas se consideran réplicas de la primera.

Más allá de su influencia en las siguientes partes de la corteza terrestre, durante la asamblea anual de la Asociación Sismológica de Estados Unidos, en abril --es decir, inmediatamente después de Japón- se habló de si últimamente no se ha encendido una serie de grandes terremotos. De hecho, desde 1900 sólo siete terremotos han sido superiores a los de magnitud 8,8, de los cuales tres se han producido en los últimos seis años: 2004 en Sumatra (Indonesia), 2010 en Chile y marzo anterior en Japón.

Dos investigadores de la Universidad de Texas y del Servicio de Geología de Estados Unidos (USGS) plantearon la hipótesis de que al expandir la energía liberada en un gran terremoto en la superficie de la Tierra, ¿no se producirán otros grandes terremotos en otras zonas del mundo? Concluyeron que no. Según la revista Nature Geoscience, "los grandes terremotos --de magnitud 7 - sólo tienen capacidad de producir terremotos a dos mil kilómetros de distancia. En concreto, la influencia puede llegar a una distancia de dos o tres veces la longitud del área terrestre desestabilizada por el primer terremoto".

Arista del Pacífico, zona activa

En cualquier caso, la Tierra no necesita estar en una época de grandes terremotos para que en Indonesia, Chile y Japón se produzcan grandes terremotos. Todas estas regiones son por sí mismas un territorio geológicamente muy activo. Todas ellas se encuentran a orillas del Océano Pacífico, es decir, en el denominado anillo de fuego. Este es el nombre que recibe el hecho de que en esta ronda del Pacífico se produce la mayor actividad volcánica y sísmica de la Tierra.

En toda la orilla del océano Pacífico, las placas tectónicas se están acercando. Por un lado, la placa del Pacífico que subyace a la mayor parte del Océano Pacífico forma las zonas de subducción (intrusión), con placas de Australia-India, Filipinas, Eurasia y Norteamérica. Japón, en concreto, se encuentra entre los tres últimos. En los extremos occidentales del Océano Pacífico, por su parte, las placas Cocos y Nazca forman zonas de subducción con placas continentales de borde oceánico, es decir, placas del Caribe y Sudamérica.

En todos los casos, dado que una de las placas es suboceánica y la otra es subcontinental, y los subcontinentales son ocho veces más gruesos que los suboceánicos, son los oceánicos los que penetran bajo los continentales. Es un movimiento en el que las placas raramente avanzan y se produce un rozamiento enorme en los bordes. Pero al no interrumpir el movimiento de las placas, la tensión se va acumulando. Al igual que al tensar una goma elástica, la tensión no se puede acumular ilimitada. Y entonces, los crak, se producen fracturas y, con ello, un terremoto, ya que toda la energía acumulada se libera de forma instantánea.

"El tiempo que puede durar hasta que se libere la energía y la cantidad de tensión que puede acumular depende, entre otros factores, del tipo de material que la corteza tenga en la zona y del número de fallas que tenga --explica Apraiz -. Es decir, depende de la rigidez del cuerpo que se rompe: en general, cuanto más rígido y menos fracturas haya en el cuerpo, más tensión se acumula y, por tanto, más terremotos. Pero la superficie terrestre es muy heterogénea, por lo que es difícil saber cuántas tensiones es capaz de acumular".

Vehículos de emergencia atravesando Sukuiso. Ed. : Dylan Mc Cord/Armada Americana.

En Japón, coincidiendo con el terremoto de 9ª magnitud, la tensión acumulada durante años y años provocó el desplazamiento de la isla hacia el este de dos metros y medio. Así lo anunció el satélite Envisat de la ESA. "Como la energía se ha liberado de repente, todo se ha movido de repente. Podría suceder que en lugar de un terremoto de 9ª magnitud se produjeran miles de terremotos de 6ª magnitud, y entonces se habría movido también dos metros y medio, pero poco a poco", afirma Apraiz.

Predicción de terremotos, cuestión estadística

Debido al continuo movimiento de las placas tectónicas, se puede esperar que los terremotos se produzcan periódicamente en un determinado territorio y que la magnitud de estos terremotos no varíe demasiado. Las predicciones de los terremotos se realizan, en la mayoría de los casos, a partir de datos históricos. En Japón, por ejemplo, no se esperaba que se produjeran tales terremotos.

Según explica el sismólogo Hiroo Kanamo, del Instituto de Tecnología de California, "en los últimos siglos se han producido terremotos de aproximadamente 8 magnitudes en esta región. Nunca hasta 9". Teniendo en cuenta que Ritcher es una escala logarítmica, pasar de 8 a 9 implica que la fuerza del terremoto sea 30 veces mayor.

El registro de sexismo japonés fue descrito por el matemático Baron Dairoku Kikuchi en el libro Recent Seismological Investigations in Japan publicado en 1904. Allí recogió que había 2.000 terremotos registrados en toda la historia de Japón y que el primero era del año 416. Sin embargo, señaló que la observación sistemática del terremoto comenzó en 1875.

Haciendo una aproximación estadística, y teniendo en cuenta el tiempo transcurrido desde el último terremoto, los científicos pueden conocer si la probabilidad de que se produzca un terremoto en un determinado territorio es alta o baja y la magnitud aproximada que puede tener el terremoto de que se trate. Pero "es imposible predecir cuándo se producirá un terremoto en la actualidad", explica José Luis Granja, profesor de Geofísica de la Universidad Complutense de Madrid.

Otros métodos de predicción en sus inicios

Si se producen terremotos periódicos es porque se acumula la tensión hasta que no se puede mantener más durante ese tiempo. Por lo tanto, la medida de la tensión que se va acumulando en las rocas en zonas con tendencia a los terremotos puede ser una forma más precisa de predecir los terremotos. Y en ello han empezado los científicos, "sobre todo en Japón y Estados Unidos, que son los países más desarrollados los que más terremotos sufren", ha señalado Apraiz.

Sin embargo, son muy pocas las regiones que disponen de este tipo de medidores. Según USGS, "en Estados Unidos, sólo en la falla de San Andrés se pueden hacer seguimientos y predicciones".

Según explican en la web de USGS, este sistema "permite saber cuándo las rocas llegan al punto crítico debido al movimiento de las placas". No obstante, a pesar de llegar a un punto crítico, Apraiz afirma que "la heterogeneidad de la superficie terrestre y los factores que condicionan la aparición o no de terremotos es tan difícil determinar métodos científicos fiables para predecir el momento del terremoto", ha añadido. En la misma línea van las palabras de José Luis Granja: "Los ciclos sísmicos no son constantes y existen muchos parámetros y variables externas que no podemos controlar ni conocemos. De hecho, nuestro conocimiento del interior de la Tierra es bastante limitado".

Exterminio del terremoto de 1906 en San Francisco, visto desde la calle Sacramento. Ed. : Arnold Genthe.

Según ha explicado Apraiz, "el único modelo matemático bastante bien asentado es el que anuncia cuándo y cuánto va a ocurrir la violenta réplica que se produce tras un gran terremoto. Para ello también es necesario un conocimiento exhaustivo de la geología del territorio".

Fuera de los métodos mencionados, en algún momento aparece que el comportamiento de los animales puede predecir terremotos. O que proponga otros métodos de predicción. Por ejemplo, en 2009, en L'aquila (Italia), antes de que se produjera un terremoto de magnitud 6,3, un técnico del Laboratorio Nacional Gran Sasso, Giampaolo Giuliani, disparó la alarma. Detectó las fluctuaciones del gas noble radón a través de varios radómetros, que posteriormente fue un epicentro en la zona y anunció que en breve se iba a producir un terremoto.

A pesar de que el pronóstico realizado en este caso se cumplió, Granja considera que "se trata de una metodología no contrastada y que no ha dado resultados definitivos, como han podido comprobar diferentes grupos de investigación americanos, japoneses, chinos, etc. Acertar anunciando con este tipo de métodos no le da credibilidad, son sólo cuestiones puntuales".

Predicciones para la prevención

Si los terremotos fueran predecibles con gran precisión, se obtendría un método perfecto para evitar muertes. "Hay mucho interés y quien logre un buen método de predicción merecería el premio Nobel --dice Apraizek-. Es un campo de investigación de primer orden porque salvaría vidas, prevería grandes destrucciones, etc.".

Sin embargo, con los métodos actuales, "lo único que se puede hacer es la prevención", ha reconocido. Así lo hacen en países como Japón, donde construyen sus casas para mantenerse en pie ante los movimientos de los terremotos, protegen al máximo a la industria, etc. De hecho, Japón es, según Granja, "el país mejor preparado ante el terremoto. Si el tsunami no hubiera coincidido con el terremoto, habría pocos daños en las infraestructuras y muy pocas personas afectadas".

Por lo tanto, "las predicciones sirven para tomar medidas preventivas y saber que el terremoto ocurrirá alguna vez, pero no se puede hacer un plan de evacuación; no puedes dejar un territorio vacío durante años, esperando que se produzca el terremoto", explica Apraiz.

En este momento se encuentran en California en la zona de la falla de San Andrés. The Big One es el nombre que han dado los expertos al terremoto que está a punto de suceder. Estadísticamente es el momento de que se repita el gran terremoto que se produjo en 1906, que históricamente se ha producido cada cien años. Sin embargo, según Apraiz, "puede ser ahora o dentro de cuarenta años. Y es que tenemos un registro de tiempo muy corto; si tuviéramos un registro de terremotos de los últimos 5.000 años, podríamos hacer aproximaciones más precisas. Además, a escala geológica, el intervalo de cuarenta años es una brecha. Entonces, ¿qué es lo que hay que hacer en esta situación? ¿Despoblar a San Francisco? ¿Hasta cuándo? ¿Y si no hay terremotos? Ya sabes que será por fin, pero no hay plazos y pueden pasar años para cuando se cumpla lo anunciado".

Fuera de los límites convergentes, terremotos más débiles

Todos los movimientos de placas provocan terremotos, pero no son iguales los que se producen en unos y otros. En general, cuanto mayor es el rozamiento entre placas, mayores son los terremotos.

Los mayores terremotos se producen en zonas en las que se produce la subducción como consecuencia de la convergencia de placas, como en la orilla del Océano Pacífico. En los océanos, sin embargo, ocurre lo contrario, es decir, que las placas se separan entre sí por divergencia. Entre las placas salen el material fundido del manto de la Tierra y los océanos van creciendo. Se forman crestas oceánicas en zonas de expansión.

(Foto: Imagen: USGS.)

Las crestas principales de todos los océanos forman una zona elevada casi continua. Tiene una longitud total aproximada de 60.000 kilómetros y una anchura de 1.000-3.000 kilómetros. Partiendo de la cresta central del Océano Atlántico, atraviesa el océano de norte a sur; hacia el este, se encuentran las dos crestas del Océano Índico (suroeste y sureste), después de Australia-Antártida, la cresta del Pacífico Antártico, que termina en la cresta oriental del Pacífico. El último extremo de este penacho culmina en el Golfo de California, cerca de la falla de San Andrés.

La falla de San Andrés es el ejemplo más conocido del tercer tipo de movimiento entre placas tectónicas. No zonas de convergencia ni de divergencia, donde las placas tienen movimiento horizontal: La placa del Pacífico se "frota" contra la norteamericana, que se mueve hacia el norte. El terremoto de Lorca también se debe a una falla que se mueve de este tipo.

Los terremotos, herramienta para conocer el interior de la Tierra

Al margen de la devastadora fuerza de los terremotos, Arturo Apraiz, profesor de geología y experto en tectónica de la UPV, señala que son "muy útiles" para los científicos. Entre otras cosas, "conocemos el interior de la Tierra gracias a las ondas sísmicas de los terremotos", afirma. Estas ondas sísmicas tienen distinta velocidad dependiendo de la densidad del material que atraviesan. Cuanto mayor sea la densidad, más rápido atravesarán los materiales. Los investigadores, analizando la velocidad de estas ondas sísmicas y el tiempo que tardan en llegar de un punto a otro, han descubierto el interior de la Tierra.

Cuando se producen terremotos, las ondas sísmicas se propagan en tres dimensiones. Al lanzar un guijarro al agua la energía se expande en dos dimensiones, pero en tres. Las ondas que salen del foco del terremoto son de dos tipos: Ondas P y S (primarias y secundarias). Las ondas P se mueven en forma de muelles, estirándolas y contrayéndolas, por lo que actúan en la misma dirección que la propagación ondulatoria. Las ondas S, al igual que al agitar una cuerda de arriba a abajo, oscilan como las ondas convencionales. Debido a los movimientos de cada uno, las ondas P avanzan más rápido que las ondas S (por eso son primarias), siendo la velocidad de las primeras 2,7 veces la de las segundas.

Si la composición del conjunto de la tierra fuese la misma, las ondas sísmicas se comportarían de la misma manera que cualquier otra onda en cualquier otro medio, y, entre otras cosas, a medida que se avanza irían perdiendo velocidad y fuerza. Sin embargo, cuando se producen terremotos, se observa que las ondas que llegan más lejos se aceleran. El primer investigador que se apropió de ello fue el croata Andrija Mohorovicic. Él midió que las ondas P que llegaban a más de 200 kilómetros tenían mayor velocidad que las que llegaban por debajo. A la vista de ello, concluyó que las ondas P atraviesan un medio que aumenta su velocidad, por lo que se trata de un medio de mayor densidad.

(Foto: © iStockphoto.com/FURCHIN)

En 1909 definió el primer límite de capa de la Tierra, que separa la superficie terrestre del manto. Hoy sabemos que el manto tiene dos partes. El más cercano a la corteza terrestre es el sólido, que junto con la superficie forma la Litosfera, es decir, el conjunto de placas tectónicas. El otro, a unos 100-200 kilómetros, tiene la "textura de una plastilina muy blanda", explica Apraiz.

El sismólogo Beno Gutenberg descubrió, en 1914, que el núcleo está más allá del manto terrestre y el núcleo es líquido. Se basó en una diferencia entre las ondas P y S: A diferencia de las ondas P, las ondas S no pueden atravesar ningún medio líquido.

Gutenberg descubrió que las ondas S no llegan hasta la antípoda del lugar del terremoto. Así que dedujo que hay una capa líquida que no podía atravesar.