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

Es el santo grial de sismólogos y geólogos: encontrar una pista fiable de cuándo, dónde y con qué magnitud temblará la tierra la próxima vez. En lo que va de siglo, más de un millón de personas han muerto por culpa de algún terremoto, sin contar el coste astronómico en infraestructuras y la economía, en particular en los países más pobres. Ahora, científicos franceses han detectado una fase precursora que se inicia horas antes de que se produzca un gran seísmo. Y, según detallan en la revista Science, lo han logrado analizando los minúsculos desplazamientos registrados por el GPS. Estos investigadores creen que el despliegue de redes de detección en torno a las principales fallas podría ayudar a encontrar aquel santo grial.

En los años 70 del siglo pasado se desató la euforia entre los sismólogos. La acumulación de datos sobre los terremotos, nuevos modelos teóricos y experimentos en el laboratorio hacían soñar en la detección de fenómenos y mecanismos que anunciaban el seísmo. Como dice el profesor de la Universidad de California, Roland Bürgmann, todo indicaba que “los terremotos suelen estar precedidos de procesos precursores”. Pero el entusiasmo se fue diluyendo: “A medida que los científicos buscaban más y tenían mejores observaciones de estos precursores, descubrieron que, si bien a veces ocurren, en realidad no podían distinguirse de procesos similares que a menudo ocurren en otros momentos y lugares”. Julián García Mayordomo, experto en geología de terremotos del Instituto Geológico y Minero (IGME) recuerda también la complejidad: “Los grandes terremotos ocurren a 15 o 10 kilómetros de profundidad en la corteza terrestre, donde jamás hemos podido mirar. Además, una falla importante que produzca terremotos del orden de 6,5 o 7 es un plano que puede tener decenas de kilómetros de largo por 15 kilómetros de profundidad. Es un área enorme donde ocurren muchos procesos. Es absolutamente imposible de controlar. Son demasiadas variables, lo que hace que el fenómeno sea altamente impredecible”

“Los grandes terremotos ocurren a 15 o 10 kilómetros de profundidad en la corteza terrestre, donde jamás hemos podido mirar

Julián García Mayordomo, experto en geología de terremotos del Instituto Geológico y Minero

Pero los científicos Quentin Bletery, de la universidad francesa Côte d’Azur, y Jean-Mathieu Nocquet, del Instituto de Física del Planeta de París, han encontrado una manera para detectar la señal de un futuro terremoto entre tanto ruido. Su idea ha sido aprovechar los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS, por sus siglas en inglés), como el GPS estadounidense o el Galileo europeo. Todo el planeta está salpicado de estaciones geodésicas (en la península ibérica hay 400) que incluyen una serie de sensores de interés para los geólogos. Uno de ellos es un módulo GNSS que se apoya en la triangulación con los satélites GPS o Galileo (y también con la red rusa GLONASS o la china Beidou) para determinar su ubicación. Fijadas al terreno, la posición de estas estaciones, determinada al milímetro, es fundamental para la confección de los mapas. Pero las estaciones se mueven y no están siempre en el mismo sitio: su posición cambia a lo largo del año por fenómenos globales, como la deriva continental, o locales, como la construcción de un embalse o prospecciones en el terreno o el fracking. Un gran terremoto también puede moverlas de sitio y eso lo registra el GPS.

Lo que han hecho estos dos científicos galos ha sido analizar los datos de posicionamiento de más de 3.000 estaciones geodésicas mientras temblaba la tierra con los 90 terremotos de magnitud mayor de 7 (los de Turquía llegaron hasta 7,8 y 7,5) en lo que va de siglo. Más importante aún, también recogieron y analizaron los datos GPS de las 48 horas previas a cada uno de estos grandes temblores. Su hipótesis de partida era que los seísmos comienzan con una fase precursora caracterizada por un desplazamiento lento, sin temblores, en el punto de la falla donde estará el hipocentro del terremoto que vendrá.

“La fase precursora es la ventana de tiempo durante la cual los bloques tectónicos comienzan a moverse uno con respecto al otro, primero lentamente y acelerando progresivamente”

Jean-Mathieu Nocquet, del Instituto de Física del Planeta de París

“Los terremotos son deslizamientos repentinos a lo largo de fallas que separan dos bloques tectónicos”, recuerda Nocquet, coautor de esta investigación. Antes las dos masas rocosas están atascadas. “La fase precursora es la ventana de tiempo durante la cual los bloques tectónicos comienzan a moverse uno con respecto al otro, primero lentamente y acelerando progresivamente para finalmente alcanzar una velocidad de deslizamiento rápida. El deslizamiento rápido produce las ondas sísmicas que causan los daños que se observan durante los grandes terremotos”, detalla el científico francés. Aunque hay cierto consenso sobre la existencia de esta fase precursora, no lo hay sobre sus características claves, como la duración. Para unos, dura apenas unos segundos, para otros puede verse como una sucesión 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”, añade.

Para asegurarse de que la señal detectada era la correcta, repitieron su análisis, apoyado en inteligencia artificial, durante otras 100.000 ventanas de tiempo, pero tras las que no hubo ningún terremoto. No detectaron una señal de crecimiento lento pero exponencial como la observada en la fase precursora de un gran terremoto.

Hasta aquí 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 cálculo computacional, no remontaron su análisis más allá de las horas previas a cada gran terremoto. Otro motivo podría ser que el seísmo se produjera demasiado lejos de alguna de estas estaciones geodésicas. Nocquet está convencido de que “desarrollar un monitoreo sistemático, denso y preciso de las fallas podría tener la capacidad de detectar dicho deslizamiento precursor en el futuro para eventos individuales”.

Víctor Puente es investigador en geodesia aplicada a la sismología en el Instituto Geográfico Nacional. Puente, que valora la importancia de un trabajo que se apoya en información de los 90 mayores últimos terremotos, recuerda que los científicos franceses apoyaron su análisis en la base de datos del Laboratorio de Geodesia de Nevada (Estados Unidos). Aquí tienen registros no de 3.000 estaciones, sino de 17.000. De usar todas, la capilaridad del análisis sería mucho mayor. “Pero este laboratorio ofrece los datos con una latencia de dos horas”, recuerda Puente. De apoyar un sistema de detección en ellos, la alerta llegaría cuando ya se ha producido el seísmo. En todo caso, Puente destaca que si los resultados logrados por los investigadores galos se confirman, habría que reducir esa latencia hasta lograr los datos en tiempo real. “Sería difícil, pero posible”.

Cuanto más conozcamos las fallas, más capaces seremos de saber cuál va a ser la magnitud máxima de los terremotos, luego la intensidad en superficie y ya, en un segundo paso, tratar de conocer mejor cuándo se van a producir”

Jesús Galindo, del departamento de Geodinámica de la Universidad de Granada

Otra clave para que funcione un sistema como el sugerido en esta investigación es la necesidad de conocer a fondo todas las fallas que potencialmente sean el origen de un gran terremoto. Jesús Galindo, del departamento de Geodinámica de la Universidad de Granada, destaca que ese es el campo de investigación futuro a seguir. “Como ha sucedido con la meteorología, con más estaciones y mejores modelos matemáticos, 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 también es tener un conocimiento de cómo se mueve el terreno y de otros parámetros físicos, como la estructura profunda. Cuanto más conozcamos las fallas, más capaces seremos de modelizar, de saber en principio cuál va a ser la magnitud máxima de los terremotos, para saber luego la intensidad en superficie y ya en un segundo paso, tratar de conocer mejor cuándo se van a producir”, explica.

“La clave definitiva son los datos que tengas cerca del hipocentro del terremoto”, destaca la profesora de la Universidad Politécnica de Madrid, experta en geodesia aplicada a la amenaza sísmica. Sobre la investigación de los científicos franceses, que son de primera línea en este campo, dice, destaca que es un gran aporte y que está en el camino. “Pero para poder decir que dentro de dos horas habrá un terremoto aún nos queda mucho”.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, Twitter e Instagram, o apuntarte aquí para recibir nuestra newsletter semanal.