Calculan por primera vez la fricción entre placas durante un terremoto

La medición de la variación de la temperatura a través de sensores enterrados ayudará a conocer mejor los seísmos y poder anticipar sus consecuencias

REUTERS
La fricción entre las placas del terremoto analizado fue tan extensa que provocó el tsunami que mató a decenas de miles de personas

Un equipo internacional de científicos que instaló un observatorio de temperatura enterrado para seguir las evoluciones del terremoto Tohoku-Oki de Japón del año 2011 ha podido medir el «calor friccional» generado durante la ruptura de la falla. La cantidad es más pequeña de lo que los investigadores esperaban, lo que significa que la falla es más resbaladiza de lo que se creía inicialmente. Es la primera vez que se consigue hacer mediciones precisas de la temperatura para calcular las dinámicas de fricción de una falla deslizante. Los resultados del estudio se publican esta semana en la revista Science.

«Este hallazgo nos aporta un conocimiento sin precedentes sobre cómo funcionan, de hecho, los terremotos –explica Robert Harris, geofísico de la Universidad del Estado de Oregón y coautor del artículo en la publicación–. Nadie sabe realmente cuánta resistencia friccional hay para el deslizamiento y esto, por primera vez, nos da una idea aproximada».

«El proyecto en sí mismo es un hito de ingeniería y una experiencia fascinante dentro de esa categoría –continúa Harris, que es profesor en el College of Earth, Ocean and Atmosferic Sciences de dicha Universidad–. Para alcanzar la falla, el equipo tuvo que taladrar a través de 800 metros de lecho marino, a una profundidad de cerca de 7.000 metros por debajo de la superficie del océano. Con ello llevamos los límites de nuestra tecnología lo más lejos que podía alcanzar».

El estudio ha sido financiado por la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, el Integrated Ocean Drilling Program, la National Science Foundation y la Gordon and Betty Moore Foundation.

Dieciséis meses después del terremoto Tohoku-Oki, de magnitud 9.0,los científicos instalaron el observatorio en una sección de la falla en la que el deslizamiento entre una sección de roca y la adyacente a ella era de unos impactantes 50 metros. La fricción en la falla era tan grande que desencadenó el tsunami que mató a miles de personas y devastó la costa norte de Japón.

Anomalía de 0,31 grados celsius

Después de nueve meses de operaciones, el equipo de investigación recuperó con éxito los datos recogidos por 55 precisos sensores de temperatura que fueron diseminados bajo la corteza marina en la zona de la falla, alcanzando profundidades de hasta 820 metros.

El análisis de los datos mostró una anomalía de 0,31 grados celsius con temperaturas en torno a ella en el límite de la placa de la falla. Cuando las placas tectónicas se frotan entre sí, la resistencia friccional al deslizamiento genera calor. Y es entonces cuando, midiendo los cambios con la temperatura de base tomada previamente en ese campo, ellos pueden calcular cuánto calor, o energía, se generó en el momento del terremoto. «Éste es un dato al que nunca antes de ahora habíamos tenido acceso –detalla Harris– y que será muy útil para entender las dinámicas de los terremotos en el futuro».

Los científicos afirman que esta anormalidad en la temperatura de 0,31 grados corresponde a 27 millones de julios, o 27 megajulios, por metro cuadrado de energía disipada durante el terremoto. Un julio es la cantidad de energía que se necesita para producir un watio de potencia por segundo. El «coeficiente de fricción», o la resistencia al movimiento relativo entre dos bloques, era sorprendentemente bajo, ya que sólo se situaba en 0,08, según puntualizan los miembros del equipo.

«Un modo de comprobar la fricción de estos grandes bloques es compararlos con lo que sucede con los esquíes de campo a través en la nieve –completa Harris–. En posición de descanso, los esquíes se clavan en la nieve y es precisa una cierta cantidad de fuerza para hacerlos deslizar. Una vez que eso se hace, el movimiento de los esquíes genera calor y es mucho menos costoso continuar con el movimiento».

«Y lo mismo sucede con un terremoto –añade–. Es la primera vez que hemos sido capaces de calcular cuánta resistencia friccional al deslizamiento hay. Nunca antes – salvo en el laboratorio- se había conseguido algo igual».

Harris explica que los científicos tienen la esperanza de repetir este experimento con otros terremotos, aunque la logística de un estudio de este tipo es sobrecogedora, puesto que requiere de un gran seísmo con un montón de deslizamientos, y la posibilidad de taladrar rápidamente para poder enterrar los sensores y monitorizar las señales termales. Experiencias parecidas con otros terremotos permitirían que los científicos pudieran entender mejor los riesgos asociados a los grandes movimientos sísmicos. «Lo que hemos conseguido es un gran logo –finaliza–, pero sólo se trata del comienzo de todo el trabajo que tenemos por hacer».

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