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Nuevas tecnologías para estimación de riesgo sísmico


Por Karla Navarro

Ensenada, Baja California. 5 de junio de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- La complejidad con que se activó el sistema de fallas de la Sierra Cucapah, epicentro del sismo registrado en Mexicali en 2010, ha sido un punto de atracción para la comunidad científica internacional y evidencia para modificar la forma en la que especialistas realizan estimaciones de peligro sísmico.

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Investigadores del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) se han dedicado los últimos siete años a analizar lo que ocurrió en el sismo de 7.2 grados, pero también al diseño de un nuevo modelo para comprender la forma en que se activan múltiples fallas en sismos de gran magnitud.

Mediante la combinación de trabajo de campo en el sistema de fallas de la Sierra Cucapah y la aplicación de nuevas tecnologías como imágenes satelitales y Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés), los científicos del CICESE avanzan en el entendimiento de un sismo que abrió la puerta hacia nuevos paradigmas.

Fallas desconocidas

Como la ruptura sísmica más compleja que ha sido documentada en la frontera de placa entre Norteamérica y el Pacífico, fue catalogado por John Fletcher Mackrain, investigador del Departamento de Geología del CICESE, el sistema de fallas que se activó en el sismo de Mexicali de abril de 2010.

1 ruptura0506El especialista expuso que fueron siete diferentes fallas las que sufrieron rupturas en el evento, muchas de ellas desconocidas hasta entonces.

“Muchos pensábamos, al ver la línea de réplicas, que la falla de Laguna Salada fue la que cizalló, pero fue otro sistema de fallas paralelo a ese, y en el Valle de Mexicali no fue la falla de Cerro Prieto sino que fue otra que no sabíamos que existía”, mencionó.

Consideró que esa complejidad en la activación de múltiples fallas en un solo evento es lo que está cambiando la manera en la que se estima el peligro sísmico y deja obsoletos los modelos en los que se considera una sola falla como la causante de un sismo grande.

A pesar de que el fenómeno que tuvo su epicentro en la Sierra Cucapah activó fallas desconocidas hasta ese momento, John Fletcher recalcó que el movimiento de las fallas no es aleatorio, sino que es sistemática la dirección del movimiento con orientación a la falla.

“Estuvimos muy equivocados con el nivel de presión tectónica que se requiere antes del sismo, las suposiciones que hicimos estaban totalmente equivocadas”, reconoció.

Recorrido en la zona del epicentro

Apenas un día después de que ocurriera el fenómeno, investigadores del CICESE, en colaboración con sus homólogos de Estados Unidos, recorrieron el área del epicentro en helicóptero y observaron evidencia de grandes rupturas en diversas fallas.

“Sigue siendo el fenómeno natural más impresionante que he visto”, expresó John Fletcher al describir el recorrido realizado a lo largo de 100 kilómetros de la Sierra Cucapah, donde se registró la proliferación de fracturas que no tardó en atraer la atención de científicos de diferentes partes del mundo que colaboraron para determinar cuáles fueron las fallas activadas y cuál fue su desplazamiento.

Debido a que los movimientos ocurrieron a profundidades de aproximadamente 10 kilómetros, en el recorrido por la zona los especialistas también observaron fumarolas a lo largo de las rupturas, provocadas por la apertura de fosas de vapor que después del sismo tienen conductos directos hacia la superficie.

1 danos0506John Fletcher refirió que a pesar de la rapidez con que acudieron a la zona del epicentro para documentar el evento, hubo áreas en las que no pudieron identificar las rupturas, pues aun con la colaboración de un grupo grande de especialistas, no hubo suficiente personal para explorar cada punto.

Tecnología confiable

Para complementar el mapeo geológico realizado por los investigadores en Sierra Cucapah, se utilizaron imágenes de satélite que mostraban la ruptura documentada en el lugar y su conexión con otras fallas que habían sido mapeadas tanto en helicóptero como en campo.

Alejandro González Ortega, investigador del Departamento de Sismología del CICESE, comentó que al utilizar las imágenes de satélite surgió una pregunta: ¿tenemos una visión panorámica de lo que ocurrió en el terremoto de Mexicali?

Para resolverla, se desarrollaron labores de digitalización de las fallas que se corroboraban con el trabajo en campo realizado por especialistas que recorrían la zona del epicentro por grupos, en pares, de forma individual o en helicóptero.

“Resultaba que sí, donde habíamos visto esta ruptura por satélite, estaba ahí la falla y empieza una gran colaboración entre lo que se hace en campo y lo que se hace en la computadora con las imágenes satelitales”, sostuvo el investigador.

La confianza en las imágenes satelitales permitió llegar a zonas inaccesibles para quienes se encontraban recorriendo el área, con la seguridad de que el evento estaba siendo adecuadamente medido y caracterizado.

GPS e interferometría satelital

Otra de las tecnologías a las que recurrieron para documentar el sismo de Mexicali fue el Sistema de Posicionamiento Global, herramienta que a diferencia de los GPS convencionales, cuenta con una señal adicional con la que alcanza un nivel de precisión del orden de centímetros.

Publicación en Nature Geoscience

Parte de los hallazgos obtenidos mediante el estudio del sismo de Mexicali fue reportada por el doctor John Fletcher en su artículo The role of a keystone fault in triggering the complex El Mayor-Cucapah earthquake rupture, publicado en 2016 en la revista Nature Geoscience

“Esa precisión de un punto en la superficie que se movió, nos ayuda a caracterizar muy bien el movimiento tridimensional de la superficie terrestre, producto del sismo”, apuntó Alejandro González.

Explicó que a la utilización de GPS se suman imágenes por interferometría satelital, herramienta que comparó con lanzar una piedra a un lago, provocando perturbaciones en el agua que producen un patrón interferométrico.

El uso de este tipo de imágenes permitió la detección de nuevas fallas que se desconocían y que fueron activadas con el sismo.

“Lo que vimos es que existe una falla que se activó con el sismo en el Valle de Mexicali y que pudo ser detectada por estas tecnologías, esta evidencia en campo nos muestra que estas tecnologías espaciales junto con el mapeo en campo se complementan de manera muy bien caracterizada para poder conocer de manera global qué fue lo que ocurrió, cuáles fueron las fallas que se activaron durante el terremoto”, destacó el especialista.

Tras siete años de estudios, el trabajo colaborativo de los investigadores del CICESE actualmente está orientado a conocer la paleosismicidad de la red de fallas, es decir, la historia del sistema de fallas en la Sierra Cucapah que generó el sismo que está cambiando las ideas de científicos de todo el mundo.

 

  

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