Sólo unas pocas veces en un siglo, en algún lugar del mundo, se produce un raro «terremoto tsunami». Estos son misteriosos porque, aunque son sólo de tamaño mediano como los terremotos, causan tsunamis desproporcionadamente grandes y devastadores. Este tipo de terremotos de tamaño mediano es muy diferente a un evento como el terremoto de 2004 en Sumatra – un evento de gran magnitud 9.2 que, como es lógico, produjo un enorme tsunami.
El terremoto más reciente del tsunami ocurrió en 2010. Un terremoto de magnitud 7.8 en las Islas Mentawai en Indonesia provocó un tsunami de más de 50 pies de altura en algunos lugares – mucho mayor de lo que los sismólogos podrían predecir basándose sólo en el tamaño del terremoto. 509 personas murieron y otras 15.000 fueron desplazadas o quedaron sin hogar.
Los terremotos de tsunami son particularmente destructivos y peligrosos porque las olas masivas de los tsunamis pueden golpear las comunidades costeras locales en tan sólo cinco a 15 minutos – antes de que los funcionarios puedan emitir una advertencia. Pero en base a nuestro análisis de las observaciones de cerca del evento de Mentawai de 2010, que no estaban disponibles anteriormente, mis colegas y yo pensamos que hay una manera de determinar que un evento es un terremoto de tsunami a tiempo para advertir a la gente que una ola inesperadamente grande está en camino.
Terremotos bajo el océano
La superficie de la Tierra está compuesta por placas tectónicas flotantes que encajan entre sí como un rompecabezas ligeramente imperfecto. Estas placas se mueven una al lado de la otra, debajo de la otra o lejos de ella.
En una zona de subducción, una placa tectónica se hunde debajo de otra. Esto acumula tensiones con el tiempo y eventualmente creará un terremoto. La mayoría de los terremotos típicos de la zona de subducción ocurren aproximadamente de 10 a 30 millas abajo, en un área donde las rocas son rígidas y fuertes en la falla entre las dos placas tectónicas.
Mientras tanto, el área más superficial de una zona de subducción, la más cercana al lecho marino, está compuesta por sedimentos suaves que no son muy fuertes. Los terremotos raramente ocurren sólo aquí, porque la mayoría de las tensiones no se acumulan en estas rocas blandas y débiles.
Los geocientíficos definen el tamaño general de un terremoto con su magnitud. La magnitud del terremoto describe cuánto «trabajo» se logra con el movimiento de la falla por parte del terremoto – más trabajo para un mayor movimiento, o para mover rocas más rígidas.
Los terremotos muy grandes, como el de magnitud 9 Tohoku en Japón en 2011, son tan grandes que rompen la parte más profunda de la zona de subducción, pero también continúan hacia arriba para romper la parte menos profunda de la zona de subducción. Este rápido movimiento sísmico mueve el fondo marino y crea un tsunami.
o que diferencia a los terremotos de los tsunamis
Los «terremotos de tsunami» son extraños en el sentido de que ocurren casi enteramente en la sección suave y débil de la falla.
Debido a que los terremotos de tsunami rompen esta roca blanda, ocurren más lentamente y crean mucho más movimiento en o cerca del lecho marino en comparación con un terremoto normal de subducción de la misma magnitud que ocurre en la roca rígida. Esto a su vez crea un tsunami mucho más grande de lo esperado.
Un terremoto de tsunami puede tener la misma magnitud que un terremoto que ocurre en roca rígida pero produce mucho menos de lo que los sismólogos llaman energía de alta frecuencia.
Piensen en romper una gruesa losa de hormigón -que es fuerte y produciría un estallido audible con ruido tanto de baja como de alta temperatura- frente a romper una barra de pan, que casi no produce ningún sonido. En la Tierra, el «sonido» es el temblor que se siente bajo los pies. La suave rotura del pan es como un terremoto de tsunami que no libera mucha energía de alta frecuencia, y por lo tanto no crea tanto temblor como esperaríamos por su magnitud.
Sentir los temblores a tiempo para advertir
En la actualidad, los funcionarios confían en conocer la magnitud y la ubicación de un terremoto para emitir alertas de tsunami en decenas de minutos. Pero esto no funciona en el caso de los terremotos de tsunami, porque la magnitud del terremoto no coincide con el tamaño del tsunami que produce.
En cambio, para determinar si un terremoto es en realidad un terremoto de tsunami, los científicos comparan su magnitud sísmica medida desde lejos con la cantidad de energía radiada de alta frecuencia que produjo, según lo registrado por estaciones lejanas.
Si la relación entre energía y magnitud es muy baja, se trata de un terremoto de tsunami – básicamente, su sacudida fue demasiado débil para su magnitud porque estaba rompiendo roca blanda. En cambio, su energía es del tipo de baja frecuencia: En lugar de una fuerte sacudida, su energía va en un gran movimiento lento del fondo marino y el consiguiente tsunami.
El problema es que en el pasado, los científicos nunca habían registrado uno de estos evasivos terremotos de cerca en lo que llamamos el campo cercano – dentro de unos 180 millas (300 kilómetros) o algo así. En lugar de ello, los científicos han tenido que encontrar la relación entre la energía y la magnitud de un terremoto usando ondas sísmicas que han viajado desde el epicentro del terremoto a través del mundo hasta donde los investigadores pueden medirlas. Este proceso es relativamente lento, por lo que no hemos podido identificar los terremotos de tsunami con la suficiente rapidez para advertir a la gente a tiempo, antes de que la ola llegue a la costa.
Ahora mis colegas y yo hemos analizado por primera vez los datos registrados por las estaciones sísmicas que se encontraban cerca del epicentro del terremoto de Mentawai de 2010. Creemos que hemos descubierto una nueva forma de identificar el peligro de un futuro terremoto de tsunami, más rápido.
Proxies más cercanos y rápidos
Nuestro nuevo estudio utilizó el mismo concepto de comparar la energía liberada por un terremoto con su magnitud sísmica, pero basado en datos de la zona geográfica cercana al evento. En lugar de mirar las mediciones de energía registradas a distancia, utilizamos dos proxies.
Para observar directamente cuánto tembló el suelo, utilizamos estaciones sísmicas en tierra cerca de los epicentros de 16 terremotos, incluyendo el de Mentawai en 2010. Debido a que la cantidad de aceleración del suelo cuando las ondas sísmicas pasan a través de él ilustra cuánta energía de alta frecuencia hay en el terremoto, esta información fue un sustituto de los datos que tradicionalmente obtendríamos de las estaciones telesísmicas lejanas. Las bajas aceleraciones significan poca energía de alta frecuencia.
Para los terremotos normales que observamos, las aceleraciones de los sismómetros de campo cercano fueron cercanas a lo que esperábamos para la magnitud de cada terremoto. En comparación, las aceleraciones del terremoto de Mentawai de 2010 fueron más cercanas a lo que esperábamos para un terremoto de magnitud 6.3 – mientras que el terremoto fue en realidad de magnitud 7.8, y produjo un tsunami que esperábamos para un evento de mayor magnitud que 8.
También miramos las estaciones de GPS cercanas a los terremotos. Pueden mostrarnos cuánto se movió o se desplazó el suelo, y medir la magnitud del terremoto en sí.
El uso conjunto de estas mediciones nos permitió comparar la cantidad de energía del terremoto con respecto a su magnitud, sin esperar a que las olas sísmicas viajaran por todo el mundo. En cambio, hubiéramos podido identificar un terremoto de tsunami inmediatamente al observar cuán bajas eran las aceleraciones en los sismómetros locales en comparación con la magnitud del terremoto en base a las lecturas del GPS.
Creemos que nuestro hallazgo es realmente prometedor porque estas mediciones de campo cercano están disponibles de inmediato, incluso cuando se produce un terremoto. Los sismólogos podrían usar este enfoque en el futuro, para identificar un terremoto de tsunami justo después de que ocurra, y avisar a la costa cercana antes de que llegue la ola del tsunami.