¿Qué sabemos sobre predicción de terremotos?

Utilizando tecnología como el GPS, los científicos pueden medir la deformación de la corteza terrestre. 

La predicción de terremotos es un desafío complejo y, hasta ahora, no existe un método infalible para predecir con precisión el momento, lugar y magnitud de un terremoto. Sin embargo, hay varios enfoques y técnicas que los científicos de distintas disciplinas utilizan para intentar anticipar estos eventos. En este reportaje te ofrecemos una vista de los avances en esta materia hasta nuestros días.

Lo que dicen los geólogos sobre cómo predecir terremotos

Monitoreo de Precursores Sísmicos: Un terremoto no llega solo, sino que aparece luego de generar cambios en la actividad sísmica. Siempre hay pequeños temblores que preceden a un movimiento mayor. Si se logra generar un modelo de lectura de estas señales y generar una ecuación que reúna todas las variables, estos pequeños movimientos pueden dar datos que permitan adelantar un sismo, según el portal Analitic Steps

Un método distinto dado a conocer en The Conversation, es mediante un Análisis de Deformación del Suelo. Esto es que al usar diversos instrumentos como el GPS y otros que permiten reconocer la ubicación del terreno, es posible medir la deformación de la corteza terrestre, con lo cual se puede detectar la acumulación de tensiones que podrían desencadenar un terremoto.

Observación de cambios en el nivel del agua subterránea: En algunas áreas, se han observado cambios en los niveles de agua subterránea antes de un terremoto. La teoría apunta a que los movimientos tectónicos comprimen o liberan a las rocas del subsuelo, lo que genera grietas por donde puede desplazarse el agua. Los cambios de niveles de los acuíferos pueden ser un indicador de esto.

En China, se han realizado estudios que muestran que los niveles de agua en pozos subterráneos pueden cambiar significativamente antes de un terremoto. Estos cambios han sido utilizados como parte de un sistema de monitoreo para la predicción de terremotos. En California, se han observado cambios en los niveles de agua subterránea antes de algunos terremotos. Los científicos han utilizado estos datos para estudiar la relación entre la actividad sísmica y los acuíferos.

Estudios de Gases Radón: El radón es un gas noble radiactivo que se produce naturalmente por la descomposición del uranio en las rocas y el suelo. ¿Qué pasa si las rocas, por presión del movimiento geológico, liberan ese gas? La medición del mismo en la atmósfera podría sugerir que hay una tensión bajo la tierra y, con las debidas mediciones, la cantidad de radón puede avisar de la proximidad de un evento sísmico, aunque esto no predice el momento y lugar exactos.

Un sismólogo amateur, Giampaolo Giuliani, predijo un terremoto basándose en un aumento en las emisiones de radón. Aunque su predicción fue inicialmente ignorada, el terremoto ocurrió y causó graves daños, lo que generó interés en el uso del radón como precursor sísmico. En China y Japón se han realizado estudios que muestran correlaciones entre aumentos en las concentraciones de radón y la ocurrencia de terremotos. Estos estudios han utilizado redes de sensores para monitorear las emisiones de radón en tiempo real.

Sin embargo, las concentraciones de radón pueden variar debido a factores no relacionados con la actividad sísmica, como cambios en la presión atmosférica, la temperatura y la humedad, lo que resta efectividad a este método.

Modelos Estadísticos y Probabilísticos: Empresas como aseguradoras u organismos de Protección Civil usan este tipo de modelo para calcular la probabilidad de ocurrencia de un sismo y hacer planes diversos. Este método toma información histórica y aplica un rigor científico a los datos para generar predicciones. Con el vaciado de miles de datos en una matriz, podría obtenerse información que apunte a tendencias.

Análisis de Fallas Geológicas: Se estudian las fallas activas para entender su comportamiento y potencial de generar terremotos^.. El primer paso es identificar y mapear las fallas geológicas en una región. Esto se realiza mediante estudios de campo, imágenes satelitales y datos geofísicos. Una vez identificada, se caracteriza la falla en términos de su tipo, su geometría y su historial de movimiento. Luego se analizan los registros sísmicos históricos y actuales para evaluar la actividad sísmica asociada con la falla. Utilizando técnicas como el InSAR (Interferometría de Radar de Apertura Sintética), se mide la deformación del suelo en la región de la falla. Esto revela información sobre acumulación de tensiones en la falla y con simulaciones geomecánicas puede predecirse el comportamiento de las placas.

Tecnología de Satélites: Los satélites pueden detectar cambios en la superficie terrestre y en la atmósfera que podrían estar relacionados con la actividad sísmica. satélites equipados con radares para medir deformaciones en la superficie terrestre con una precisión milimétrica. InSAR puede detectar movimientos del suelo antes, durante y después de un terremoto, proporcionando información crucial sobre la acumulación de tensiones en las fallas geológicas.

Algunos estudios sugieren que los terremotos pueden causar perturbaciones en la ionosfera, la capa superior de la atmósfera cargada de partículas ionizadas. Los satélites pueden detectar estas perturbaciones, que a veces se manifiestan como anomalías en las señales de radio y GPS. A pesar de su potencial, esta técnica es costosa pues hay que tener satélites disponibles.  Además, aún hay que desarrollar métodos para interpretar y procesar correctamente los datos.

Luces de terremoto. Las luces en el cielo asociadas con terremotos, conocidas como luces de terremoto (EQL, por sus siglas en inglés), son un fenómeno raro y fascinante que ha sido reportado durante siglos. Aunque no se entienden completamente hasta ahora, hay varias teorías que intentan explicar su origen. Una de las teorías más aceptadas es que las tensiones tectónicas en las fallas geológicas pueden generar cargas eléctricas en ciertos tipos de rocas, como el basalto y el gabro. Estas cargas eléctricas pueden viajar hacia la superficie y crear campos eléctricos fuertes que generan luz. Otra hipótesis sugiere que el movimiento de las rocas que contienen cuarzo puede generar un campo piezoeléctrico, produciendo destellos de luz^.. Se ha propuesto que las tensiones tectónicas pueden permitir que las rocas conduzcan energía electromagnética, lo que podría cambiar la carga magnética de la ionosfera y producir luces visibles¹.

Hay numerosos ejemplos de las luces de terremoto. En el terremoto de Nagano, Japón en 1965 se tomaron fotografías que capturaron luces extrañas durante este terremoto, lo que ayudó a validar la existencia del fenómeno. En Sichuan, China en 2008, un video mostró luces en el cielo 30 minutos antes del terremoto, lo que generó gran interés en la comunidad científica. Y en el gran terremoto de la Ciudad de México en 2017. Y en el gran terremoto de la Ciudad de México en 2017, con magnitud de 8.1 grados Richter, se observaron luces verdes y azules en el cielo, que fueron ampliamente compartidas en redes sociales.

Aunque las luces de terremoto son un fenómeno intrigante y potencialmente útil para la predicción de terremotos, aún se necesita más investigación para entender completamente su origen y mecanismos, la cual es muy difícil de replicar en un laboratorio.

Lo que dicen los astrónomos sobre la predicción de terremotos

La relación entre la actividad solar y la ocurrencia de terremotos es un tema de investigación y debate en la comunidad científica. Aunque no hay consenso definitivo (ni mucha ciencia al respecto) algunos estudios sugieren que podría haber una correlación entre ciertos fenómenos solares y la actividad sísmica en la Tierra. Veamos.

Eruptiones Solares y Eyecciones de Masa Coronal (CME): Sabemos que las CME tienen efectos reales y tangibles en la Tierra. Estas explosiones conocidas también como eyecciones de masa coronal, liberan radiación electromagnética en proporciones colosales, incluyendo rayos X y ultravioleta. La fuerza de estas explosiones incluso está clasificada en clases A, B, C, M y X, siendo las X las más potentes y pueden afectar las comunicaciones, los sistemas de navegación y el tendido eléctrico en las ciudades. Se sabe que en estos eventos aumenta la radiación que afecta a los pasajeros en los aviones. 

Algunos estudios sugieren que las CME y las erupciones solares podrían influir en la actividad sísmica en la Tierra. La hipótesis en observación es que las tormentas geomagnéticas pueden generar corrientes eléctricas en la corteza terrestre, lo que, a su vez, afectaría la estabilidad de las fallas geológicas y, en teoría, desencadenar terremotos, según National Geographic. Sin embargo, esta línea de investigación se mantiene sólo como hipótesis sin confirmación científica.

Protones Solares: Los protones son partículas cargadas positivamente que son expulsadas del Sol en las erupciones solares. Estas partículas pueden llegar a la Tierra, interactuando con su campo magnético. Un estudio reciente publicado en la revista Scientific Reports analizó datos de protones solares y terremotos de magnitud mayor a 5.6 grados Richter. Los investigadores encontraron que, efectivamente, hay una correlación entre los picos en la densidad de protones solares y la ocurrencia de grandes terremotos, con un desfase temporal de aproximadamente un día. Ya nos estamos acercando.

La hipótesis en revisión es que los protones del sol, al interactuar con la magnetosfera terrestre, generan corrientes electromagnéticas que se expanden por todo el planeta y pueden inducir campos eléctricos que influyen en la corteza terrestre, lo que podría aumentar el estrés en las fallas geológicas y potencialmente desencadenar terremotos. La gran pregunta es: ¿dónde exactamente? Aún no hay respuesta, aunque una teoría apunta al cuarzo. Este mineral, abundante en las rocas, puede generar pulsos eléctricos bajo presión en un fenómeno conocido como efecto piezoeléctrico. Las corrientes electromagnéticas inducidas por los protones solares podrían deformar el cuarzo en la corteza terrestre, provocando terremotos.

Tormentas Geomagnéticas: Las tormentas geomagnéticas son perturbaciones del campo magnético de la Tierra causadas por la interacción del viento solar, cargado de partículas y energía, con la magnetosfera terrestre, lo cual puede durar algunas horas o incluso días. La intensidad de las tormentas geomagnéticas se mide utilizando el índice Kp, que varía de 0 a 9. Las tormentas se clasifican en cinco niveles, desde G1 (menor) hasta G5 (extrema), según la magnitud de la perturbación.

Estas tormentas pueden tener diversos efectos en la Tierra, incluyendo la posibilidad de influir en la actividad sísmica. La hipótesis principal es que las tormentas geomagnéticas pueden inducir corrientes eléctricas en la corteza terrestre. Estas corrientes, conocidas como corrientes inducidas geomagnéticamente (GIC), pueden generar campos eléctricos que afectan la estabilidad de las fallas geológicas, en un efecto similar al del cuarzo, pero aplicado a otros minerales.

Estudios han encontrado correlaciones entre la actividad geomagnética y la ocurrencia de terremotos. Se ha observado, por ejemplo, que los picos en la actividad geomagnética en ocasiones preceden por uno o dos días a terremotos de alta intensidad. El Centro de Predicción del Clima Espacial ha alertado de posibles efectos de estas tormentas con tsunamis y terremotos, entre otros. Sin embargo, estos indicios, como en otras líneas de investigación, no tiene resultados concluyentes.

Lo que dicen los zoólogos sobre cómo predecir terremotos

El comportamiento de los animales antes de un terremoto ha sido objeto de observación y estudio durante siglos y en distintas partes del planeta. Aunque hay numerosos informes anecdóticos sobre animales que muestran comportamientos inusuales antes de un terremoto, la ciencia aún no ha confirmado de manera concluyente que estos comportamientos puedan predecir terremotos de manera fiable.

Por ejemplo, uno de los primeros registros conocidos proviene del año 373 a.C. en la ciudad de Hélice, Grecia. Según relatos históricos, ratas, serpientes y comadrejas abandonaron la ciudad días antes de un terremoto devastador. En 1975, en Haicheng, China, las autoridades evacuaron a miles de personas basándose en informes de comportamientos inusuales de animales, como serpientes que salían de hibernación. Poco después, un terremoto de magnitud 7.3 golpeó la región, y la evacuación previa salvó muchas vidas.

Investigadores del Instituto Max Planck de Comportamiento Animal en Alemania han estudiado el comportamiento de vacas, ovejas y perros en una zona de alta actividad sísmica en Italia. Estos animales mostraron signos de inquietud horas antes de la ocurrencia de terremotos, incluso, mientras más cerca estaban del epicentro, más temprano comenzaban a comportarse de manera extraña.

¿Podría ser que ciertos animales son sensibles a las ondas sísmicas, conocidas como ondas P, que son las primeras emitidas por terremotos? O tal vez, como proponen algunos estudios, los animales pueden ser sensibles a los cambios en el campo electromagnético de la Tierra que ocurren antes de un terremoto. Incluso, otra hipótesis apunta a que esta especial sensibilidad animal puede ser a las alteraciones químicas en el aire y el agua subterránea, que ocurren, por ejemplo, con la liberación del gas radón.

Sobre la sensibilidad animal a las ondas P, se sabe que grandes mamíferos, como el elefante, pueden percibir estas vibraciones hasta a 48 kilómetros de distancia. Hay reportes periodísticos de perros que ladraron sin razón aparente o intentaron escapar de sus hogares antes de un temblor, incluso semanas antes; de gatos que se mostraron inquietos o se ocultan en lugares inusuales. En las selvas, se han observado a monos y aves diversas abandonar sus hábitats antes de un temblor, volar sin rumbo o emigrar antes de tiempo, esto incluso se ha comprobado con ciertas aves de Norteamérica que predicen huracanes con su migración temprana. Vacas, caballos y otros animales de granja pueden mostrar signos de inquietud, dejar de comer o moverse en direcciones inusuales

Diferentes especies de animales tienen sensores naturales en sus cuerpos que les permiten detectar vibraciones de baja frecuencia; por ejemplo, los peces tienen una línea lateral que les permite percibir movimientos en el agua y numerosos insectos tienen pelos que detectan vibraciones en el aire y el suelo.  La capacidad de percibir vibraciones sísmicas puede ser una adaptación evolutiva que permite a los animales escapar de peligros inminentes, sabemos que ciertos animales tienen sentidos ampliados. La visión nocturna de los felinos, el oído de antílopes, el olfato de tiburones, en fin, la naturaleza ofrece muchas posibilidades, incluyendo el desarrollo de la percepción sísmica. Otras observaciones se han hecho en ranas, hormigas, abejas y peces.

En Japón, existe una creencia popular sobre el pez remo (Regalecus glesne), también conocido como “Mensajero del Palacio del Dios del Mar”, que se dice puede predecir terremotos y tsunamis. Esta creencia se basa en observaciones de que estos peces de aguas profundas a veces aparecen en la superficie o son arrastrados a la costa antes de eventos sísmicos importantes. Por ejemplo, en 2011, varios peces remo fueron avistados antes del devastador terremoto y tsunami de Tohoku. Un estudio realizado por la organización japonesa Orihara y colaboradores en 2019 analizó la posible correlación entre la aparición de peces remo y terremotos de magnitud mayor a 6 y 7 grados. El estudio revisó 336 eventos sísmicos y 221 reportes de avistamientos de peces remo entre 1928 y 2011. Sin embargo, pese a la creencia popular, los resultados no encontraron una relación estadísticamente significativa que confirme que la aparición de estos peces pueda predecir terremotos.