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CLASE 10:. ¿Se puede predecir un terremoto?. Prof. Diana Comte S. ¿Porqué es tan difícil la predicción?.

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clase 10

CLASE 10:

¿Se puede predecir un terremoto?

Prof. Diana Comte S.

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¿Porqué es tan difícil la predicción?

“Uno de los medidores de deformación de Benioff es rocas graníticas de las Montañas San Gabriel, está continuamente registrando las condiciones de deformación locales para una eventual correlacion con la redistribución general de deformación en la región, como precedente para un posterior gran terremoto. Hay esperanzas lejanas de que estos datos algún día puedan guiar a una suerte de predicción, o al menos a la anticipación del curso general de los eventos sísmicos de esa area.”

(Del libro Elementary Seismology, de Charles Richter, 1958, p. 227)

La dificultad de predecir terremotos es en parte inherente a sus propias características y la de las ondas sísmicas, y por otro lado, al incompleto entendimiento de los procesos de los terremotos.

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Fase precursora

Si nos ponemos en contexto con otros desastres naturales, las predicciones de huracanes, tornados y erupciones volcánicas, entre otras, son predecibles en cierto grado.

  • Dichas predicciones se basa en precursores de carácter no amenazante, que serían la fase inicial del “desastre”. Esta fase precursora tendría dos partes:
  • La preparación de la perturbación en sí
  • La propagación hacia los centros poblados

Por ejemplo, los huracanes representan una perturbación atmosférica que se desarrolla en los trópicos y luego avanza hacia las regiones pobladas; la fase precursora, incluyendo la propagación dura horas hasta días.

En el caso de los terremotos, se observa una confiable fase de preparación, y el tiempo de propagación, se sabe, es muy corto, del orden de segundos.

Los tsunamis poseen un tiempo de propagación más largo, así que su anuncio es posible, en ausencia de una fase de preparación observable.

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Fase precursora

Probablemente, lo más cercano en relación a los terremotos, son las erupciones volcánicas. Su predicción también está basada en identificar una fase preparatoria, y el tiempo de propagación es muy corto.

La fase preparatoria, en este caso, tiene una pre - erupción, donde se transporta magma hacia arriba, lo que se manifiesta como deformación en la corteza, microsismicidad, cambios químicos en los gases e incremento en la temperatura del fluidos hidrotermales.

La predicción más exitosa fue la del Monte Pinatubo (Filipinas) en junio de 1991; se pudo evacuar a 80.000 personas. El volcán no había hecho erupción durante 400 años, y esta fue predicha gracias a varias señales precursoras.

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¿Cómo poder predecirlo?

  • Hay al menos tres tipos convencionales de predicción de sismos*:
  • La predicción determinística, donde el comportamiento del terremoto anterior (las interacciones de stress en las rocas circundantes) se puede calcular, mediante alguna técnica, para que el tiempo, lugar y magnitud de un futuro gran terremoto se pueda estimar dentro de una ventana de tiempo definida.
  • La predicción estadística es tomar la sismicidad del pasado y proponer que con ella se pueda estimar la sismicidad en el futuro.
  • La tercera y más común, es en base a fenómenos precursores que indicarían un inminente suceso mayor.
  • Al parecer con ninguna de estas tres formas se podría predecir el tiempo, lugar, y magnitud del suceso debido a la complejidad y heterogeneidad de la Tierra y del suceso en sí.

*Según Stuart Crampin, de la Universidad de Edinburgo.

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Predicción Determinística

La dificultad aquí tiene que ver con lo compleja y heterogénea que es la Tierra en todas sus escalas. Las configuraciones heterogéneas incluyen campos de stress, geología y saturación de agua, como también las dimensiones, propiedades friccionales, orientación y mecanismo focal de planos de falla, entre muchos otros.

Los rangos de escala van desde los granos submilimétricos, hasta las fallas observables de miles de kilómetros (más de nueve ordenes de magnitud).

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Predicción Determinística

Luego, si el stress induce interacciones entre los granos, en un medio saturado de fluido, antes del gran terremoto, se podría predecir el tiempo, lugar y magnitud (dice Crampin) evaluando las condiciones iniciales.

Pero, dado que la roca deformada antes del terremoto tiene al menos un millón de kilómetros cúbicos, la interacción requiere cerca de 1024 ,sino 1012 granos milimétricos; lo cual estamos lejos computacionalmente de evaluarlo a gran velocidad.

Así que, aunque en principio sería posible este tipo de predicción, la computación y en alto numero de ordenes de magnitud hacen que falle no sea posible.

Este tipo de comportamiento es común en sistemas simples no lineares, se conoce comocaos determinístico.

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Predicción Estadística

El análisis estadístico de la sismicidad intenta predecir el futuro, pero falla en debido a la ya mencionada complejidad y heterogeneidad terrestre.

La sismicidad de un área varía con el tiempo, pero aún así se puede tener una visión de la zona, en cuanto a su actividad. Por ejemplo, se podría pensar que si quisiéramos vivir en algún lugar si peligro de terremotos, migraríamos a cratones estables, como África, el ártico de Canadá o el de Asia; pero incluso ellos nos pueden sorprender.

Un ejemplo es el terremoto de 1884, en Colchester, Reino Unido.

Aunque su magnitud fue moderada (ML = 4.6), su foco fue cercano a la superficie, lo que gatilló grandes intensidades. Muchas casas perdieron sus chimeneas y algunos techos, los que dañaron a algunas personas.

A parte de un pequeño precursor unos días antes, no se conocía otro terremoto en 50 Km. alrededor de Colchester en, al menos, 500 años !!!

St. Andrew's Church, Langenhoe, Colchester

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Sismos precursores

La dificultad de este tipo de estudio, es la misma anterior, la complejidad y heterogeneidad.

Aunque se han observado un gran numero de sismos precursores antes de la ocurrencia de un gran sismo, su ocurrencia es muy variable. No hay dos terremotos exactamente iguales. El hecho que se esté estudiando sismos precursores desde John Milne en 1880’s, y no se haya predicho incuestionablemente un gran terremoto, sugiere que este tipo de esperanza debiera ser descartada.

Sin embargo…

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Enjambres sísmicos

En algunas regiones se producen una serie de temblores que no están asociados con ningún terremoto mayor. A estas series se les llama "enjambres sísmicos". Estos son comunes en las regiones volcánicas, pero también suceden en otras regiones no asociadas a la actividad volcánica.

  •      Es por definición un grupo de temblores localizados en la misma zona, ocurridos en un periodo específico de tiempo y que tienen aproximadamente la misma magnitud y profundidad. 
  • En un enjambre sísmico ninguno de los temblores es identificado como temblor principal (de magnitud significativamente mayor a los demás temblores del grupo).
  • usualmente duran más que una secuencia típica de temblores (estas consisten de un temblor principal seguido de temblores de menor magnitud, conocidos como réplicas). 
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Enjambres sísmicos

Así se ve un sismograma de enjambres de tipo volcánico, por ejemplo.

…otro

… y otro!!!

Un sismo…

otro sismo…

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Enjambres sísmicos

  • El enjambre comienza muchas veces con sismos pequeños y el evento mayor no necesariamente ocurre al inicio del enjambre, incluso, este “evento mayor” tiene magnitud que no supera la del resto.
  • Los sismos se ubican en una zona muy estrecha, a veces es posible definir los planos de las fallas tectónicas que se activan durante el enjambre
  • Evidencian liberación de energía sísmica, pero no su disipación.
  • Empiezan sin mayor aviso y no tienen patrones claros de culminación, es decir, no se sabe cuál puede ser el desenlace. En Chile hay enjambres que han derivado en terremotos como los de 1985 en Región Metropolitana y Quinta región, y otros…en nada. Por ejemplo, el de Copiapó en 1973.
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Sismicidad registrada entre 1980 y 1984 por la red de Chile Central.

…previo al terremoto del 85…

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A fines de Febrero de 1985 se observó una nucleación en la zona que sería el inicio de ruptura del próximo terremoto.....

(recuerde que no siempre ocurre así…)

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Réplicas del terremoto del 3 de marzo de 1985, registradas por la red de Chile Central hasta diciembre de 1985.

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Programas de Predicción

  • Tratan principalmente de monitorear la actividad a lo largo de las mayores fallas existentes (Sn. Andrés, por ejemplo), en conjunto con estudio de campo y laboratorio de rocas antes, durante y después de un terremoto.
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¿Predicción?

  • Se puede observar:
  • cambios en la elevación o inclinación de la superficie (SAR y/o GPS), fluctuación en los niveles de agua, campo magnético, cambio en la resistencia eléctrica del suelo.
  • modelos de dilatancia.
  • gaps sísmicos.
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Gaps sísmicos – La historia

Se considera una parte de una falla activa que ha experimentado muy poca o nula actividad durante un período de tiempo largo, indicando que puede estar almacenando stress. Podría ser útil en la “predicción” de sismos.

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¿Qué tan fácil es predecir?

Actividad (utiliza internet) para reconocer sísmos de mayor magniutd en enjambres.

FIN