viernes, 20 de mayo de 2011

Entender porqué el terremoto de Japón desafió las expectativas

Créditos: Digitalpimp.
Science publicó tres artículos y una perspectiva, todas ellas centradas en la comprensión de lo que sucedió durante el terremoto que en marzo pasado afectó a Japón. Ahora, oficialmente denominado el terremoto de Tohoku-Oki, el evento se estima tuvo una magnitud 9, uno de los mayores registrados en la historia y que ha dado lugar a réplicas significativas. Pero no es el tamaño por sí solo lo que a las personas preocupa, es el hecho de que un terremoto de tal magnitud se produjo en un segmento de una falla que no parecía fuera capaz de producir un sismo de esta magnitud (una estimación que ha tenido consecuencias desastrosas en los reactores nucleares de Fukushima). Entender lo que pasó y por qué potencialmente nos puede decir mucho más sobre los riesgos en otros lugares a lo largo de esta falla.

El sismo se produjo a lo largo de un segmento de la culpa que crea la fosa de Japón, donde la placa del Pacífico se desliza debajo de la que acoge a Japón. Esta zona de subducción da origen a los volcanes de Japón y la presión ayuda a empujar hacia arriba a Japón, creando su topografía. Al igual que con muchas fallas, las dos placas esporádicamente se deslizan una sobre otra, provocando grandes terremotos, cuando la tensión es liberada. En total, los terremotos han de liberar una tensión que resulta de un movimiento relativo de las placas que se estima en alrededor de 8,5 cm cada año.

Hechos históricos han sugerido que esta tensión generalmente es liberada a lo largo de segmentos relativamente estrechos de una falla. Durante un terremoto grande, uno o dos de estos segmentos típicamente cambia, liberando gran parte de la tensión y transfiriendo el resto a los segmentos de acompañamiento. Este proceso se realizó en Japón, el sitio de frecuentes terremotos, muchos de ellos bastante grandes, pero pocos llegan a tener la magnitud observada durante Tohoku-Oki. La mayoría de estos se produjo en la profundidad de la falla, más cerca de Japón que de la fosa.

Esa es una de las razones por las que el evento de marzo fue tan inesperado. El otro es el hecho de que, históricamente, este segmento de la falla parece ser relativamente inactivo. Había dos maneras de pensar en eso. O bien se quedó detenida por completo, por lo que los temblores eran raros pero continuó una presión excesiva, o que se movía con una resistencia relativamente poca, liberando la tensión restante a través de un montón de pequeños terremotos.

Obviamente, la experiencia de marzo argumenta a favor de la primera. Entender lo que realmente sucedió podría ayudar a entender la historia reciente de cerca de Japón, y los tres documentos aportan diferentes datos sísmicos, de localización y las lecturas de tsunami que permiten reunir la información.

Lo sucedido en las placas en Japón, el borde de la placa de América del Norte (que contiene Japón) es empujada hacia abajo, la presión empuja el terreno cercano ligeramente hacia arriba. La ruptura que se produjo durante el terremoto ha cambiado todo esto. El borde de la placa fue puesto en libertad y rebotó hacia arriba, esta liberación le ha permitido extenderse hacia el exterior, eliminando la deformación correspondiente. En el propio Japón, esta registrado como un desplazamiento horizontal que superó los cuatro metros en algunos puntos, mientras que algunas áreas se redujo a más de medio metro de altura.

Antes del terremoto, el borde de la placa empujaba hacia abajo (naranja), mientras que su interior se doblaba hacia arriba (azul). Luego el terremoto (parte inferior) permitió que el borde de la placa ascendiera y descendiera en su interior , un cambio que fue acompañado por un significativo movimiento horizontal (negro).

Pero ¿Que sucedió en la propia placa? Eso es lo que indican los nuevos documentos, al mismo tiempo que traza la línea de tiempo del evento. El período inicial de la ruptura se produjo a una relativa profundidad debajo de la placa y tuvo una duración de hasta 40 segundos. Esto fue seguido por una ruptura horizontal breve pero violenta, la placa de América del Norte lanzó la presión acumulada a lo largo de la placa del Pacífico. De hecho, un grupo indica que se extendió hasta el momento que experimentó lo que se denomina "rebasamiento dinámico" y se produjeron varias réplicas como la misma. Este movimiento horizontal violento siguió hasta un centenar de segundos desde la ruptura más profunda.

Como resultado de todos estos cambios, las diferencias que se produjeron en el océano son mucho más dramáticas. Un grupo estima que la caída vertical de precipicio se produjo a 50 km de la costa y bajó la placa de América del Norte dos metros. Cerca de la zanja, el borde de la placa se elevó hasta en 9metros. Pero esos son pequeños datos comparados con las pruebas de movimiento horizontal. Con el fin de aumentar la resolución espacial, los documentos estiman el movimiento horizontal cerca de la fosa en 24 metros, más de 30 metros y hasta 60 metros. Este movimiento fue tan violento que efectivamente arrastro segmentos vecinos de la placa a lo largo, haciendo que sea una de las rupturas más extensa en el área que estamos conscientes. En total, los eventos liberaron 9 x 1018 J, que se puede comparar con una explosión de 2.400 megatones de TNT.

¿Qué significa esto? Un par de cosas. Por un lado, el movimiento horizontal fue la principal causa del tsunami, pero sólo proporciona una porción de la energía liberada en el terremoto. Así, si un terremoto puede generar ese tipo de movimiento por sí mismo, entonces podríamos ver terremotos mucho más pequeños que la generación de los tsunamis mucho mayores de lo que hubiéramos predicho.

También tiene consecuencias para el propio Japón. Por un lado, no debemos estar seguros de que la falta de terremotos históricos significa que las placas en la zona se deslizan una sobre otra. Un documento sugiere que tener un orografía marina arrastrada dentro de la zanja podría haber causado un sensación de tranquilidad a largo plazo sobre la falla de Tohoku-Oki experimentaba al parecer. Por lo tanto, es probable que sea necesario volver a examinar otras áreas que al parecer han disfrutado de períodos de calma cerca de los límites de la falla. Los autores señalan que una de esas áreas está un poco más al sur y mucho más cerca de Tokio.

A nivel mundial, el terremoto también nos ha dicho que es posible que un segmento de falla relativamente pequeño puede generar un terremoto gigante. Una perspectiva cita de David Wald del Servicio Geológico de EE.UU. dice: "El terremoto de magnitud 9, aumenta el número de lugares que pueden producir más de lo que podía haberse esperado". Por lo tanto, las naciones costeras de todo el mundo deben empezar a re-evaluar los riesgos que enfrentan las inmediaciones de las zonas de subducción.

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