A fines de la década de 1980, Ken Hudnut, un estudiante graduado de la Universidad de Columbia que estudia tectónica de placas en el sur de California, comenzó a experimentar con una nueva tecnología, llamada Sistema de Posicionamiento Global (GPS), como una forma de medir el movimiento lento e incesante de las placas de la corteza terrestre.
En 1987, el Servicio Geológico de los EE. UU. (USGS) comenzó a utilizar el GPS para recopilar datos de posición precisos sobre el terreno en áreas propensas a terremotos en California, incluso a lo largo de la falla de San Andrés y alrededor de la bahía de San Francisco.
Luego del terremoto de Loma Prieta de magnitud 7.1 que azotó San Francisco en 1989, Hudnut y algunos de sus colegas investigadores de la USGS recolectaron datos GPS y los compararon con datos registrados antes de terremoto para revelar la dirección y velocidad de los movimientos de la superficie. La información les permitió inferir el patrón de deslizamiento en el plano de falla que se había roto muy bajo tierra. Con estos resultados, los geofísicos han desarrollado métodos para describir la deformación de la corteza relacionada con las fallas utilizando tres tipos de movimientos: intersísmico, cosísimico y post-sísmico. EL intersísmico es el movimiento lento y largo que tiene lugar durante largos intervalos durante los terremotos y evidencia la acumulación y deformación que ocurre en la corteza proporcionando pistas de dónde podrían ocurrir los terremotos. El cosísmico es el movimiento rápido que ocurre durante el terremoto. El post-sísmico que ocurre en los días o meses posteriores de un terremoto, ya que la corteza se ajusta y vuelve a un estado relativamente estable. Con el GPS estos movimientos pueden medirse con la precisión de unos pocos milímetros.
Mientras que los extensómetros, zanjas y otros enfoques proporcionan información útil sobre el movimiento de la corteza, solo el GPS podría proporcionar a los científicos mediciones precisas de los desplazamientos tanto a pequeña como a gran escala con una precisión impresionante.
Más recientemente, las técnicas continuas de GPS también han permitido a los científicos estudiar un tipo diferente de movimiento cortical: movimiento de deslizamiento lento a lo largo de una falla. El movimiento de deslizamiento lento es un movimiento episódico a través de una falla que libera energía en escalas de tiempo de horas a semanas en lugar de segundos a minutos, como ocurre en los terremotos.
Los terremotos repentinos pueden ser catastróficos, sin embargo, las rupturas mucho más lentas liberan energía de forma más segura. Un investigador financiado con fondos europeos, Marco Maria Scuderi, está identificando cómo se producen estas lentas rupturas poco entendidas, sus señales precursoras y cómo están relacionadas con terremotos rápidos, información que algún día podría ayudar a desarrollar sistemas de alerta temprana.
Los científicos saben que los terremotos «dinámicos» detrás de los desastres son el resultado de las rápidas rupturas en la corteza terrestre. Por el contrario, los terremotos de «deslizamiento lento» son apenas perceptibles y no causan daños. Sin embargo, los terremotos lentos a menudo preceden a los grandes terremotos. Saber más sobre estos y sus vínculos con los terremotos rápidos podría ayudar a advertir sobre un desastre inminente. [1]
Un área que se encuentra experimentando una variedad de movimientos de deslizamiento lento es la Zona de Subducción Hikurangi en la costa de la Isla Norte de Nueva Zelanda, donde la Placa del Pacífico se sumerge debajo de la Placa Australiana.
Nueva Zelanda tiene una red de más de 150 estaciones de referencia GPS, llamadas GeoNet, dispuestas en sus dos islas. Laura Wallace, geofísica del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas y anteriormente de GNS Science en Nueva Zelanda, y sus colegas, analizaron los datos recopilados en grandes porciones de la Isla Norte durante más de una década. El equipo de Wallace informó en 2010 en el Journal of Geophysical Research que los datos de GPS revelaron eventos de deslizamiento lento que ocurren aproximadamente una vez cada cinco años, que duran hasta un año, a profundidades de 30 a 50 kilómetros en el extremo sur de la zona de subducción de Hikurangi. Por el contrario, en el extremo norte de la zona Hikurangi, los datos revelaron eventos de deslizamiento lento a profundidades de 5 a 15 kilómetros debajo del lecho marino (y posiblemente incluso menos profundo) que ocurren cada año o dos, a menudo en una o dos semanas.
«Si la falla en estos eventos ocurriera en un solo terremoto, estaría buscando algo equivalente a una magnitud de 6.5 a 7», dice Wallace. «Al usar un GPS continuo, hemos descubierto que un gran componente del movimiento de la placa en la zona de subducción Hikurangi se acomoda por estos eventos de deslizamiento lento, mucho más que en muchas otras zonas de subducción».
Mientras que la parte norte de la zona de Hikurangi parece estar deslizando constantemente y por lo tanto no acumula mucha tensión, la parte sur – que se encuentra debajo de la capital de la nación, Wellington – parece estar bloqueada a una profundidad de unos 30 o 40 kilómetros. Usando el GPS de la campaña, Wallace y su equipo encontraron que «hay mucha tensión elástica acumulada en el sur de la Isla Norte debido al bloqueo de la falla, que podría aliviarse un día en un gran terremoto», dice Wallace.
En 2003, en un equipo dirigido por la Universidad de Purdue, el geofísico Eric Calais (ahora en Ecole Normale Supérieure en Francia) llevó a cabo mediciones de GPS en Haití. Utilizando datos de 35 puntos en todo el país, Calais determinó que una falla importante a solo unos pocos kilómetros de la capital de Puerto Príncipe estaba acumulando tensión elástica y causando cizalladura en la corteza, a una velocidad de aproximadamente 7 milímetros por año. Los últimos terremotos importantes en Haití ocurrieron en 1770 y 1751, y los datos mostraron que aproximadamente 1.9 metros de deformación habían sido causados por la tensión que se había acumulado en los siguientes 250 años. Si bien no había manera de predecir cuándo podría ocurrir un terremoto, el equipo calculó que liberar esa cantidad de tensión produciría un terremoto de magnitud 7,2. En enero de 2010, Haití experimentó un devastador terremoto de magnitud 7.
A medida que los datos de GPS se acumulan en las próximas décadas, las mediciones de deformación cada vez más densas permitirán a los científicos estimar mejor la ubicación y la fuerza de los temblores potenciales. La ciencia combinada de geodesia, sismología y geofísica puede dar como resultado mejores modelos de riesgo para comprender y mitigar los efectos de los grandes terremotos. «El GPS y la geodesia son la única manera en que podemos identificar los puntos críticos que no se han revelado a través de los terremotos», dice Bennett.
Según Ken Hudnut comenta «Hemos sido capaces de aprovechar las herramientas de observación científicamente motivadas para ayudar a construir una mejor capacidad de respuesta de emergencia», dice. «Tener la capacidad de observación del GPS es algo muy bueno». [2]
Referencias:
[14] Uma cara de investigación sísmica (21 de diciembre de 2016). Plataforma virtual de la Comisión Europea. Recuperado de: http://ec.europa.eu/research/infocentre/article_en.cfm?artid=42516. Acceso: 22 de mayo de 2018.
[15] John Stenmark (30 de abril de 2014). Precise to a fault: How GPS revolutionized seismic research. EARTH, revista científica digital del instituto Estadounidense de Geociencias. Recuperado de: https://www.earthmagazine.org/article/precise-fault-how-gps-revolutionized-seismic-research. Acceso: 22 de mayo de 2018.
