¿Las fuertes nevadas y las lluvias intensas pueden provocar terremotos? Un nuevo estudio sugiere un vínculo
Los resultados de una investigación en Japón azotada por terremotos apuntan a que el clima puede influir en la actividad sísmica.
Por Jennifer Chu / MIT News
Cuando los científicos buscan la causa de un terremoto, su búsqueda a menudo comienza bajo tierra. Como han dejado claro siglos de estudios sísmicos, lo que principalmente desencadena un temblor es la colisión de placas tectónicas y el movimiento de fallas y fisuras del subsuelo.
Pero los científicos del MIT han descubierto ahora que ciertos fenómenos meteorológicos también pueden desempeñar un papel en el desencadenamiento de algunos terremotos.
En un estudio que aparece publicado en la revista Science Advances, un equipo de investigadores informa de que los episodios de fuertes nevadas y lluvias torrenciales probablemente contribuyeron a una serie de terremotos ocurridos en los últimos años en el norte de Japón. El estudio es el primero en mostrar que las condiciones climáticas podrían provocar algunos terremotos.
“Vemos que las nevadas y otras cargas ambientales de la superficie de nuestro planeta influyen en el estado de tensión del subsuelo, y el momento en que se producen precipitaciones intensas está bien relacionado con el inicio de este enjambre de terremotos— afirma William Frank, autor del estudio y profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT. Y añade—: Así pues, es evidente que el clima influye en la respuesta de la tierra firme, y parte de esa respuesta son los terremotos”.
Seísmos en Japón vinculados a patrones estacionales de nevadas y precipitaciones.
El nuevo estudio se centra en una serie de seísmos que están ocurriendo en la península japonesa de Noto. El equipo descubrió que la actividad sísmica de la región está sorprendentemente sincronizada con ciertos cambios en la presión subterránea, y que esos cambios están influídos por patrones estacionales de nevadas y precipitaciones. Los científicos sospechan que esta nueva conexión entre terremotos y clima podría no ser exclusiva de Japón y desempeñar un papel en la agitación de otras partes del mundo.
De cara al futuro, los autores del trabajo predicen que la influencia del clima sobre los terremotos podría ser más pronunciada con el calentamiento global.
Edifico afectado por el terremoto de la península de Noto del 1 de enero de 2024. Cortesía: Japan Ministry of Defence
"Si nos adentramos en un clima que está cambiando, con precipitaciones más extremas, y esperamos una redistribución del agua en la atmósfera, los océanos y los continentes, eso cambiará la forma en que se carga la corteza terrestre— explica Frank. Y continúa—: Eso seguramente tendrá un impacto, y es un vínculo que podríamos explorar más a fondo".
El autor principal del estudio es el exinvestigador del MIT Qing-Yu Wang que ahora trabaja en la Universidad de Grenoble Alpes (Francia). En el trabajo también han participado Xin Cui, del EAPS; Yang Lu, de la Universidad de Viena (Austria); Takashi Hirose,e la Universidad de Tohoku (Japón) y Kazushige Obara, de la Universidad de Tokio (Japón).
Un enjambre de terremotos.
Desde finales de 2020, cientos de pequeños terremotos han sacudido la península de Noto en Japón, una lengua de tierra que se extiende hacia el norte desde la isla principal del país hacia el mar de Japón. A diferencia de una secuencia típica de terremotos, que comienza con un choque principal que da paso a una serie de réplicas antes de extinguirse, la actividad sísmica de Noto es un enjambre de terremotos, un patrón de múltiples temblores continuos sin un choque principal evidente ni un desencadenante sísmico.
El equipo del MIT, junto con sus colegas japoneses, se propuso identificar cualquier patrón en el enjambre que pudiera explicar los persistentes terremotos. Comenzaron examinando el catálogo de terremotos de la Agencia Meteorológica de Japón, que proporciona datos sobre la actividad sísmica en todo el país a lo largo del tiempo. Se centraron en los terremotos en la península de Noto durante los últimos once años, periodo en el cual la región ha experimentado actividad sísmica episódica, incluido el enjambre más reciente.
Enjambres sísmicos y red sísmica en Noto (Japón), de 2020 a 2023. Cortesía: Science DOI: 10.1126/sciadv.ado1469
Con datos sísmicos del catálogo, el equipo contó el número de eventos sísmicos que ocurrieron en la región a lo largo del tiempo, y descubrió que la cronología de los terremotos antes de 2020 parecía esporádica y no relacionada, en comparación con finales de 2020, cuando los terremotos se volvieron más intensos y agrupados en el tiempo, lo que señaló el inicio del enjambre. Seísmos que están correlacionados de alguna manera.
Los científicos luego examinaron un segundo conjunto de datos de mediciones sísmicas tomadas por estaciones de monitoreo durante el mismo período de once años. Cada estación registra continuamente cualquier desplazamiento o sacudida local que ocurra. La sacudida de una estación a otra puede dar a los científicos una idea de la velocidad a la que viaja una onda sísmica entre estaciones.
Sincronización con las estaciones del año.
Esta velocidad sísmica está relacionada con la estructura de la Tierra a través de la cual viaja la onda sísmica. Wang utilizó las mediciones de las estaciones para calcular la velocidad sísmica entre cada estación de Noto y sus alrededores durante los últimos once años.
Los investigadores generaron una imagen evolutiva de la velocidad sísmica debajo de la península de Noto y observaron un patrón sorprendente: en 2020, alrededor del momento en que se cree que comenzó el enjambre de terremotos, los cambios en la velocidad sísmica parecían estar sincronizados con las estaciones del año.
“Entonces tuvimos que explicar por qué estábamos observando esta variación estacional”, dice Frank.
Presión de la nieve.
El equipo se preguntó si los cambios ambientales de una estación a otra podrían influir en la estructura subyacente de la Tierra de forma que se desencadenara un enjambre sísmico. En concreto, estudiaron cómo afectaban las precipitaciones estacionales a “la presión de los fluidos porosos” subterráneos, es decir, a la presión que ejercen los fluidos en las grietas y fisuras de la Tierra dentro del lecho rocoso.
«Cuando llueve o nieva, esto añade peso, lo que aumenta la presión de los poros, que permite que las ondas sísmicas se desplacen más despacio— explica Frank.Y añade—: Cuando se elimina todo ese peso, por evaporación o escorrentía, de repente, esa presión en los poros disminuye y las ondas sísmicas se tornan más rápidas”.
Wang y Cui desarrollaron un modelo hidromecánico de la península de Noto para simular la presión de poros subyacente durante los últimos once años en respuesta a los cambios estacionales de las precipitaciones. Introdujeron en el modelo datos meteorológicos de ese mismo periodo, que incluía mediciones diarias de nieve, precipitaciones y cambios en el nivel del mar.
A partir de su modelo, pudieron rastrear los cambios en el exceso de presión de los poros bajo la península de Noto, antes y durante el enjambre de terremotos. A continuación, compararon esta cronología de la evolución de la presión de poros con su imagen evolutiva de la velocidad sísmica.
"Teníamos observaciones de la velocidad sísmica y el modelo de exceso de presión de poro, y cuando los superpusimos, vimos que encajaban extremadamente bien", dice Frank.
¿Ocurre lo mismo en otros lugares?
En particular, Frank y sus colegas descubrieron que cuando incluían datos de nevadas y, especialmente, nevadas extremas, el ajuste entre el modelo y las observaciones era más fuerte que si solo consideraran las precipitaciones y otros eventos. En otras palabras, el enjambre de terremotos que los residentes de Noto han estado padeciendo puede explicarse en parte por las precipitaciones estacionales y, en particular, por las fuertes nevadas.
"Podemos ver que el momento de estos terremotos se alinea extremadamente bien con múltiples momentos en los que vemos nevadas intensas— segura Frank. Y añade—: Está bien correlacionado con la actividad sísmica. Y creemos que existe un vínculo físico entre los dos”.
Los investigadores sospechan que las fuertes nevadas y precipitaciones extremas similares podrían influir en los terremotos en otros lugares, aunque enfatizan que el desencadenante principal siempre se originará bajo tierra.
“Cuando primero queremos entender cómo funcionan los terremotos, miramos a la tectónica de placas, porque esa es y siempre será la razón número uno por la que ocurre un terremoto”, dice Frank. “Pero, ¿cuáles son las otras cosas que podrían afectar cuándo y cómo ocurre un terremoto? Es entonces cuando comienzas a considerar factores de control de segundo orden, y el clima es obviamente uno de esos”.
Publicado con el permiso de MIT News -Adaptación: Enrique Coperías / Rexmolón Producciones
Fuente: Qing-Yu Wang et al. Untangling the environmental and tectonic drivers of the Noto earthquake swarm in Japan. Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado1469
