Los datos de miles de GPS detectan una fase previa que anuncia los grandes terremotos

Es el santo grial de sism¨®logos y ge¨®logos: encontrar una pista fiable de cu¨¢ndo, d¨®nde y con qu¨¦ magnitud temblar¨¢ la tierra la pr¨®xima vez. En lo que va de siglo, m¨¢s de un mill¨®n de personas han muerto por culpa de alg¨²n terremoto, sin contar el coste astron¨®mico en infraestructuras y la econom¨ªa, en particular en los pa¨ªses m¨¢s pobres. Ahora, cient¨ªficos franceses han detectado una fase precursora que se inicia horas antes de que se produzca un gran se¨ªsmo. Y, seg¨²n detallan en la revista Science, lo han logrado analizando los min¨²sculos desplazamientos registrados por el GPS. Estos investigadores creen que el despliegue de redes de detecci¨®n en torno a las principales fallas podr¨ªa ayudar a encontrar aquel santo grial.

En los a?os 70 del siglo pasado se desat¨® la euforia entre los sism¨®logos. La acumulaci¨®n de datos sobre los terremotos, nuevos modelos te¨®ricos y experimentos en el laboratorio hac¨ªan so?ar en la detecci¨®n de fen¨®menos y mecanismos que anunciaban el se¨ªsmo. Como dice el profesor de la Universidad de California, Roland B¨¹rgmann, todo indicaba que ¡°los terremotos suelen estar precedidos de procesos precursores¡±. Pero el entusiasmo se fue diluyendo: ¡°A medida que los cient¨ªficos buscaban m¨¢s y ten¨ªan mejores observaciones de estos precursores, descubrieron que, si bien a veces ocurren, en realidad no pod¨ªan distinguirse de procesos similares que a menudo ocurren en otros momentos y lugares¡±. Juli¨¢n Garc¨ªa Mayordomo, experto en geolog¨ªa de terremotos del Instituto Geol¨®gico y Minero (IGME) recuerda tambi¨¦n la complejidad: ¡°Los grandes terremotos ocurren a 15 o 10 kil¨®metros de profundidad en la corteza terrestre, donde jam¨¢s hemos podido mirar. Adem¨¢s, una falla importante que produzca terremotos del orden de 6,5 o 7 es un plano que puede tener decenas de kil¨®metros de largo por 15 kil¨®metros de profundidad. Es un ¨¢rea enorme donde ocurren muchos procesos. Es absolutamente imposible de controlar. Son demasiadas variables, lo que hace que el fen¨®meno sea altamente impredecible¡±

¡°Los grandes terremotos ocurren a 15 o 10 kil¨®metros de profundidad en la corteza terrestre, donde jam¨¢s hemos podido mirar

Juli¨¢n Garc¨ªa Mayordomo, experto en geolog¨ªa de terremotos del Instituto Geol¨®gico y Minero

Pero los cient¨ªficos Quentin Bletery, de la universidad francesa C?te d¡¯Azur, y Jean-Mathieu Nocquet, del Instituto de F¨ªsica del Planeta de Par¨ªs, han encontrado una manera para detectar la se?al de un futuro terremoto entre tanto ruido. Su idea ha sido aprovechar los sistemas globales de navegaci¨®n por sat¨¦lite (GNSS, por sus siglas en ingl¨¦s), como el GPS estadounidense o el Galileo europeo. Todo el planeta est¨¢ salpicado de estaciones geod¨¦sicas (en la pen¨ªnsula ib¨¦rica hay 400) que incluyen una serie de sensores de inter¨¦s para los ge¨®logos. Uno de ellos es un m¨®dulo GNSS que se apoya en la triangulaci¨®n con los sat¨¦lites GPS o Galileo (y tambi¨¦n con la red rusa GLONASS o la china Beidou) para determinar su ubicaci¨®n. Fijadas al terreno, la posici¨®n de estas estaciones, determinada al mil¨ªmetro, es fundamental para la confecci¨®n de los mapas. Pero las estaciones se mueven y no est¨¢n siempre en el mismo sitio: su posici¨®n cambia a lo largo del a?o por fen¨®menos globales, como la deriva continental, o locales, como la construcci¨®n de un embalse o prospecciones en el terreno o el fracking. Un gran terremoto tambi¨¦n puede moverlas de sitio y eso lo registra el GPS.

Lo que han hecho estos dos cient¨ªficos galos ha sido analizar los datos de posicionamiento de m¨¢s de 3.000 estaciones geod¨¦sicas mientras temblaba la tierra con los 90 terremotos de magnitud mayor de 7 (los de Turqu¨ªa llegaron hasta 7,8 y 7,5) en lo que va de siglo. M¨¢s importante a¨²n, tambi¨¦n recogieron y analizaron los datos GPS de las 48 horas previas a cada uno de estos grandes temblores. Su hip¨®tesis de partida era que los se¨ªsmos comienzan con una fase precursora caracterizada por un desplazamiento lento, sin temblores, en el punto de la falla donde estar¨¢ el hipocentro del terremoto que vendr¨¢.

¡°La fase precursora es la ventana de tiempo durante la cual los bloques tect¨®nicos comienzan a moverse uno con respecto al otro, primero lentamente y acelerando progresivamente¡±

Jean-Mathieu Nocquet, del Instituto de F¨ªsica del Planeta de Par¨ªs

¡°Los terremotos son deslizamientos repentinos a lo largo de fallas que separan dos bloques tect¨®nicos¡±, recuerda Nocquet, coautor de esta investigaci¨®n. Antes las dos masas rocosas est¨¢n atascadas. ¡°La fase precursora es la ventana de tiempo durante la cual los bloques tect¨®nicos comienzan a moverse uno con respecto al otro, primero lentamente y acelerando progresivamente para finalmente alcanzar una velocidad de deslizamiento r¨¢pida. El deslizamiento r¨¢pido produce las ondas s¨ªsmicas que causan los da?os que se observan durante los grandes terremotos¡±, detalla el cient¨ªfico franc¨¦s. Aunque hay cierto consenso sobre la existencia de esta fase precursora, no lo hay sobre sus caracter¨ªsticas claves, como la duraci¨®n. Para unos, dura apenas unos segundos, para otros puede verse como una sucesi¨®n de microterremotos a lo largo de semanas o meses. ¡°Por el contrario, nuestro estudio sugiere que el deslizamiento se acelera progresivamente durante unas pocas horas, en torno a dos¡±, a?ade.

Para asegurarse de que la se?al detectada era la correcta, repitieron su an¨¢lisis, apoyado en inteligencia artificial, durante otras 100.000 ventanas de tiempo, pero tras las que no hubo ning¨²n terremoto. No detectaron una se?al de crecimiento lento pero exponencial como la observada en la fase precursora de un gran terremoto.

Hasta aqu¨ª las buenas noticias. Como los propios autores reconocen, en casi la mitad de los terremotos no encontraron esta fase precursora. Eso no significa que no la tenga, pudo producirse antes del lapso de tiempo que analizaron. Por diferentes razones, como el coste en c¨¢lculo computacional, no remontaron su an¨¢lisis m¨¢s all¨¢ de las horas previas a cada gran terremoto. Otro motivo podr¨ªa ser que el se¨ªsmo se produjera demasiado lejos de alguna de estas estaciones geod¨¦sicas. Nocquet est¨¢ convencido de que ¡°desarrollar un monitoreo sistem¨¢tico, denso y preciso de las fallas podr¨ªa tener la capacidad de detectar dicho deslizamiento precursor en el futuro para eventos individuales¡±.

V¨ªctor Puente es investigador en geodesia aplicada a la sismolog¨ªa en el Instituto Geogr¨¢fico Nacional. Puente, que valora la importancia de un trabajo que se apoya en informaci¨®n de los 90 mayores ¨²ltimos terremotos, recuerda que los cient¨ªficos franceses apoyaron su an¨¢lisis en la base de datos del Laboratorio de Geodesia de Nevada (Estados Unidos). Aqu¨ª tienen registros no de 3.000 estaciones, sino de 17.000. De usar todas, la capilaridad del an¨¢lisis ser¨ªa mucho mayor. ¡°Pero este laboratorio ofrece los datos con una latencia de dos horas¡±, recuerda Puente. De apoyar un sistema de detecci¨®n en ellos, la alerta llegar¨ªa cuando ya se ha producido el se¨ªsmo. En todo caso, Puente destaca que si los resultados logrados por los investigadores galos se confirman, habr¨ªa que reducir esa latencia hasta lograr los datos en tiempo real. ¡°Ser¨ªa dif¨ªcil, pero posible¡±.

Cuanto m¨¢s conozcamos las fallas, m¨¢s capaces seremos de saber cu¨¢l va a ser la magnitud m¨¢xima de los terremotos, luego la intensidad en superficie y ya, en un segundo paso, tratar de conocer mejor cu¨¢ndo se van a producir¡±

Jes¨²s Galindo, del departamento de Geodin¨¢mica de la Universidad de Granada

Otra clave para que funcione un sistema como el sugerido en esta investigaci¨®n es la necesidad de conocer a fondo todas las fallas que potencialmente sean el origen de un gran terremoto. Jes¨²s Galindo, del departamento de Geodin¨¢mica de la Universidad de Granada, destaca que ese es el campo de investigaci¨®n futuro a seguir. ¡°Como ha sucedido con la meteorolog¨ªa, con m¨¢s estaciones y mejores modelos matem¨¢ticos, ya somos capaces de predecir el tiempo que va a hacer, la temperatura, las olas de calor o cuando va a llover. Lo mismo para las fallas; lo que hace falta tambi¨¦n es tener un conocimiento de c¨®mo se mueve el terreno y de otros par¨¢metros f¨ªsicos, como la estructura profunda. Cuanto m¨¢s conozcamos las fallas, m¨¢s capaces seremos de modelizar, de saber en principio cu¨¢l va a ser la magnitud m¨¢xima de los terremotos, para saber luego la intensidad en superficie y ya en un segundo paso, tratar de conocer mejor cu¨¢ndo se van a producir¡±, explica.

¡°La clave definitiva son los datos que tengas cerca del hipocentro del terremoto¡±, destaca la profesora de la Universidad Polit¨¦cnica de Madrid, experta en geodesia aplicada a la amenaza s¨ªsmica. Sobre la investigaci¨®n de los cient¨ªficos franceses, que son de primera l¨ªnea en este campo, dice, destaca que es un gran aporte y que est¨¢ en el camino. ¡°Pero para poder decir que dentro de dos horas habr¨¢ un terremoto a¨²n nos queda mucho¡±.

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