Primavera de 2005




PREDICCIÓN CIENTÍFICA DE SISMOS

... A veces situaciones ajenas a la ciencia pura pueden dificultar la labor predictiva de los científicos, los que quedan relegados a la realización de labores descriptivas, preventivas y/o mitigantes. En países como China, Estados Unidos y Japón existen equipos de Sismólogos que han realizado muy buenos pronósticos. La realización de pronósticos exige que la población tenga una cultura sísmica altamente desarrollada. A modo de ejemplo, en California los pronósticos no causan caos social, ni especulación inmobiliaria. Las falsas alarmas no desprestigian a los Sismólogos, dado que las incertezas son naturales en todas las ciencias. Por otro lado, también existen países donde ocurre lo contrario, razón por la cual el pronóstico podría llegar a causar mayor daño que el terremoto en sí. En estos casos, una buena opción pudiera ser contar con un Consejo (como el Earthquake Prediction Evaluation Counsel de EU) con autoridad para filtrar los pronósticos y emitir informes de riesgo donde se especifique:
i) Posibles zonas epicentrales
ii) Magnitud estimada de cada potencial sismo
iii) Intervalo de tiempo en el que puede ocurrir cada sismo junto con la probabilidad correspondiente
Estos tres ingredientes son los que definen una "predicción científica de sismos".

... Se debe enfatizar la inutilidad de cualquier predicción en ausencia de una población "sísmicamente culta". Una predicción también resulta ser contraproducente si se sabe que los medios periodísticos compiten por el titular más sensacionalista. En escenarios de este tipo, el efecto del imparcial y objetivo aviso puede ser peor que el efecto del silencio.

Agosto de 2006 fue la oportunidad de educar a los chilenos... ... En su lugar se nos enseñó a ser unos cobardes.

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* Algunos sismos pronosticados correctamente
* Artículos sobre predicción científica de sismos
Estados Unidos
* Los Californianos pueden recibir el pronóstico del tiempo junto con el de sismos
* QuakeFinder: Satélite para pronosticar terremotos

La Teoría de la Dilatación
Sabemos que los terremotos ocurren como respuesta a una excesiva acumulación de esfuerzos (o tensiones). Según la Teoría de la Dilatación, el comportamiento de la corteza pasa por cuatro fases:
i) La tensión cierra las fisuras, grietas y poros de las rocas.
ii) Las rocas disminuyen su volumen de un modo "elástico" acorde con la Ley de Hooke (Tensión a Deformación). En esta fase se observa una dilatación transversal al esfuerzo, lo que se puede detectar en la superficie como cambios topográficos horizontales y verticales (GPS diferencial).
iii) A medida que la tensión se acerca al valor crítico, la roca comenzará a fragmentarse, por lo que la Ley de Hooke dejará de ser válida.
Consecuencias de esta fase:
- Obvia: la relación vp / vs disminuirá (ondas sísmicas)
- Por las fisuras circularán fluídos que antes no circulaban, lo que explica las anomalías de radón (vida media de 3.8 días) que se observa en los futuros epicentros
- Las increíbles presiones generarán calor (por roce, por licuefacción de las rocas, etc.), lo que se traducirá en anomalías infrarrojas-térmicas
- Durante las dos primeras fases la resistividad del terreno puede aumentar, pero durante la presente fase la resistividad debe disminuir (porque las nuevas fisuras pasan a estar ocupadas por soluciones conductoras)
iv) En esta fase se alcanza la máxima tensión posible, por lo que la corteza se fractura, generándose de este modo un sismo de acuerdo con la siguiente relación simplificada: Ms = Log(L 2.78) = 2.78 Log L , donde Ms es la magnitud Richter y L es la longitud de ruptura (en Km)

Cómo se Pronostican los Terremotos
i) Cambios topográficos
La dilatación de la corteza (vertical y lateral) puede ser detectada satelitalmente y esta deformación se puede relacionar con la tensión acumulada. Pensando en esto, la NASA lanzó el satélite InSAR (Inteferometric Synthetic Aperture Radar), donde se superponen dos imágenes de radar para cuantificar anomalías de deformación. Así mismo, se planea tener una red de satélites InSAR (Red GESS = Global Earthquake Satellite System) para vigilar las zonas sismogénicas del mundo.
ii) Anomalías Infrarrojas
Los esfuerzos en la corteza previos a un terremoto generan calor, lo que puede ser detectado como anomalías infrarrojas del orden de los 4º C. Zhangbei (1988) y Gujarat (2001) son casos clásicos de esta situación.
iii) Anomalías Magnéticas
Está documentada la anomalía magnética que comenzó dos semanas antes del terremoto de Loma Prieta (1989), caracterizada por una amplitud de hasta 20 veces sobre lo normal para señales magnéticas de baja frecuencia. Con el objetivo de utilizar esta señal precursora, se lanzó en junio de 2003 el satélite QuakeSat, que cuenta con una antena magnetométrica que mide campos ELF (< 1000 Hz).
iv) Estadística Sísmica
Se conoce como "Etapa a" a la dispersión de los sismos en torno del futuro epicentro, lo que nos lleva al periodo de quietud sísmica necesario para para acumular grandes esfuerzos. Si se marca en un mapa los epicentros de los sismos de la etapa a se obtendrá el conocido "patrón de dona" que nos mostrará la futura zona epicentral cerca del centro de la dona. A veces existe una "Etapa b" que rompe el periodo de silencio sísmico un par de días antes del evento en sí. La migración de epicentros puede llegar a concentrar esfuerzos (en lugar de liberarlos)
v) Otros
- Anomalías gravitatorias
- Potencial sísmico (Akitsume Inamura, 1928)
- Pozos: variación del nivel y aumento de la temperatura del agua
- Gaps sísmicos: los terremotos tienden a recurrir espacialmente, lo que define un "periodo de recurrencia" estadístico. Se dice que el gap está "maduro" cuando el tiempo transcurrido respecto del último gran terremoto es igual o mayor que el periodo de recurrencia.
- Modelo de tiempo predecible: permite estimar el cuándo pero no la magnitud del sismo.
- Modelo de corrimiento predecible: permite estimar la magnitud del sismo pero no el cuándo.
- Efectos piezoeléctricos
- Anomalías de "autopotencial eléctrico"
- Monitoreo del vulcanismo (ej: volcán submarino Dayot al frente de Papudo)
- Estudio del relieve de las placas tectónicas cerca de la zona de subducción (ej: cordón de Juan Fernández y monte submarino O'Higgins)

Red de Alerta Sísmica

Una típica zona sismogénica de Chile se encuentra a unos 70 Km hacia el Oeste de Papudo (Falla de Challenger/Volcán Fayot). Las ondas sísmicas generadas allí demoran cerca de 65 s en llegar a Santiago (o 30 s a Valparaíso), lo suficiente como para justificar la utilización de un sistema satelital que interrumpa las comunicaciones y que dé un aviso automático solicitando que la población se ubique en lugares seguros en caso de detectar una onda sísmica en el origen con una amplitud peligrosa (un sistema similar referido a tornados existe en el estado de Texas). Evidentemente para que el aviso sea eficaz, se requiere realizar previamente una campaña sobre educación sísmica, ya que un aviso de este tipo proporcionado a personas "sismológicamente analfabetas" podría ser catastrófico.




FIN DE LA SERIE

Abril de 2012:

Addendum: Verdaderas y Falsas Predicciones de Sismos

El criterio aceptado por la Comunidad Científica para contar con una verdadera "Predicción de Sismos" fue establecido en 1982 por la Seismological Society of America y afirma que la supuesta predicción debe proporcionar:
1) Una específica localización (por ejemplo, se debe indicar la ciudad en la cual se ubicará el epicentro)
2) Un específico intervalo de tiempo (por ejemplo: "dentro de los siguientes cinco días")
3) Un específico intervalo de magnitud (por ejemplo: "entre 5 y 6 Ms")
4) Una específica probabilidad (por ejemplo: "con una probabilidad de 52%")

Hechos prácticos
Mientras más extensos sean los intervalos, más lejos estará la afirmación de ser una verdadera predicción. Por ejemplo:
- No es lo mismo decir que en Coquimbo habrá un sismo moderado v/s decir que en la Zona Centro-Norte habrá un sismo moderado (la Zona Centro-Norte va desde la latitud 18°S hasta la latitud 38°S)
- No es lo mismo decir que el sismo ocurrirá dentro de los próximos 5 días v/s decir que ocurrirá durante este año (esto último es demasiado ambiguo)
- No es lo mismo decir que ocurrirá un sismo de magnitud 4 ± 1 Ms v/s decir que el sismo será "moderado" (ídem: demasiado ambiguo)
- No es lo mismo decir que la probabilidad es de 72% v/s decir que la probabilidad es "muy alta" (ídem: demasiado ambiguo)

Por lo tanto,
No es predicción:
"Entre el viernes 13 de abril de 2012 y el lunes 16 de abril de 2012 ocurrirá un sismo moderado en la Zona Centro-Norte de Chile, con una alta probabilidad"
Sí es predicción:
"Entre el viernes 13 de abril de 2012 y el lunes 16 de abril de 2012 ocurrirá un sismo de magnitud 6.5 ± 1 Mw, teniendo como epicentro a la ciudad de La Ligua, con una probabilidad de 52%"
Cabe señalar que el sismo del cual estamos hablando ocurrió el 17 de abril a las 00:50 y fue de magnitud 6.5 Mw. La primera afirmación (realizada por QuakeRedAlert) no corresponde a un acierto, si no a una falsa alarma. En efecto:
- El sismo no ocurrió entre 13 de abril de 2012 y el lunes 16 de abril de 2012
- El sismo no fue de magnitud moderada (fue lo que los Sismólogos llaman "Fuerte")
- La zona indicada abarca un intervalo de 20° de latitud (¡!)
- No se proporciona el valor de la probabilidad (aunque una errónea estadística asegura que es de casi 99%)
- Además, el personal de QuakeRedAlert afirmó en un e-mail que el sismo sería de larga duración y que tendría ruidos subterráneos. La verdad es que el sismo del 17 de abril duró apenas 45 s y presentó pocos ruidos subterráneos (menos de lo normal)

 

EJEMPLOS DE VERDADERAS Y FALSAS PREDICCIONES DE SISMOS

1) Verdadera predicción realizada por TGT-www.geofisica.cl:

"En la zona de Pichilemu ocurrirá un sismo de magnitud 7 ± 1 Mw dentro de los próximos 15 días (5 a 20 de marzo de 2010) con una probabilidad de 86.7%"
Resultado: acierto (el día 11/03/2012 ocurrieron en la zona de Pichilemu tres sismos de magnitud 7 ± 1 Mw)

Nota: esta predicción quedó registrada en el boletín n° 43 de TGT

1) Falsa predicción realizada por QuakeRedAlert:
"Con una alta probabilidad, en la zona Centro-Norte de Chile, entre los días 13 y 16 de abril, ocurrirá un sismo moderado (como máximo 5.7 Ms), de larga duración y acompañado con muchos ruidos subterrános"
Resultado: falsa alarma. El 17 de abril a las 00:50 ocurrió un sismo fuerte (6.5 Mw) que no calza con ninguna de las características dadas por QuakeRedAlert

2) Verdadera predicción realizada por T. Matsuzawa:

"En el área de Sanriku (NE de Japón) ocurrirá un sismo de magnitud 4.8 ± 0.1 Mw, durante noviembre de 2001, con una probabilidad de 99%"
Resultado: acierto (el sismo ocurrió el 13 de noviembre de 2001)

Al respecto se puede consultar:
T. Matsuzawa, T. Igarashi, and A. A. Hasegawa. Characteristic small-earthquake sequence off Sanriku, northeastern Honshu, Japan. Geophysical Research Letters, 29(11):1543-147, 2002.

 

2) Otra falsa predicción realizada por QuakeRedAlert:

Siempre ocurren sismos entre Ica y Tarapacá (se asemeja a "predecir" que mañana va a salir el Sol) y la incerteza espacial es muy grande: 6° o aproximadamente 650 Km. Es más, la supuesta predicción no proporciona la magnitud y el tiempo aproximado no incluye su respectiva incerteza (seguramente si el sismo ocurriera 30 horas después, igualmente lo considerarían un acierto). Por lo tanto la estadística de más de "800 aciertos" tiene graves falencias metodológicas.

3) Algoritmo neuronal para predecir terremotos creado por científicos de TGT-NT2 Labs, Universidad de Sevilla y Universidad Pablo de Olavide:
"Neural networks to predict earthquakes in Chile"
4) Predicción de terremotos en la Península Ibérica:
www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195113001467

 


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