Predicción de terremotos

Mapa del peligro sísmico del área de la Bahía de San Francisco muestra la probabilidad de un gran terremoto para el año 2032.

La predicción de terremotos es una rama de la sismología dedicada a especificar las coordenadas temporales y espaciales, así como la magnitud de terremotos futuros, dentro de determinados límites de precisión. Algunos autores distinguen la predicción de un terremoto futuro específico del pronóstico probabilístico de la ocurrencia de un evento sísmico de magnitud dada en un lugar y momento determinados. A pesar de considerables esfuerzos en investigación por parte de sismólogos, no se pueden hacer predicciones científicamente reproducibles para un día o mes específico.​ No obstante, en las primeras décadas del siglo XXI han surgido líneas de investigación promisorias, particularmente en el campo de los precursores electromagnéticos​. Por otra parte, en el caso de los mapas de evaluación del peligro sísmico de fallas estudiadas, es posible estimar que la probabilidad de que un terremoto de un tamaño dado afectará un lugar determinado durante un cierto número de años.​ A finales del siglo XX, la capacidad general para predecir terremotos, ya sea en forma individual o en una base estadística, aún se consideraba remota.​

Una vez que un terremoto ya ha empezado, los dispositivos de alerta temprana pueden proporcionar una advertencia de pocos segundos antes de que los principales temblores lleguen a un lugar determinado. Esta tecnología aprovecha las diferentes velocidades de propagación de los varios tipos de vibración producidos. También son probables las réplicas tras un gran terremoto y, por lo general, están previstas en los protocolos de respuesta a desastres naturales.​

Técnicas de predicción

Zonas con mayor peligro sísmico. Destaca la Falla de San Andrés (costa Pacífica), Falla de Nueva Madrid (centro-este del país), el archipiélago de Hawaii y la costa de Alaska.

En el esfuerzo por predecir terremotos, se ha tratado de asociar un terremoto inminente con fenómenos tan variados como los patrones de sismicidad, campos electromagnéticos, movimientos del suelo, condiciones meteorológicas y nubes inusuales, contenido de gas radón o hidrógeno del suelo o agua subterránea, comportamiento animal y las fases de la luna.​

Se han producido muchas teorías y predicciones pseudocientíficas.​ La aleatoriedad natural de los terremotos y la actividad sísmica frecuente en ciertas áreas pueden ser utilizadas para hacer "predicciones" que pueden generar credibilidad injustificada. Generalmente, tales predicciones dejan ciertos detalles sin especificar, lo que incrementa la probabilidad de que los vagos criterios de predicción se reúnan y se ignoren los terremotos que no fueron previstos.​

Evaluación de los métodos de predicción

Se supone que una predicción es significativa si se puede mostrar que tiene más éxito que el simple azar.la​ Por tanto deben usarse métodos de contraste de hipótesis para determinar la probabilidad de que efectivamente ocurra el terremoto de la predicción (la hipótesis nula). En seguida, las predicciones se evalúan determinando si acaso su correlación con los sismos reales supera a la de la hipótesis nula.​

Muchas veces, sin embargo, la naturaleza estadística de la ocurrencia de sismos no es simple ni homogénea. Se presentan grupos (clustering), tanto espaciales, como temporales.​ En el sur de California, a alrededor del 6% de los sismos de magnitud M≥3.0 les "sigue un sismo de mayor magnitud dentro de cinco días y en un radio de diez kilómetros".​ In el centro de Italia, al 9.5% de los sismos de magnitud M≥3.0 les sigue un evento mayor dentro de 48 horas y en un radio de 30 kilómetros.​ Si bien este tipo de estadísticas no resultan satisfactorias para fines de predicción (porque arroja de diez a veinte falsas alarmas por cada predicción exitosa), generan un sesgo en los resultados de todo análisis que suponga que los sismos ocurren de manera aleatoria en el tiempo, por ejemplo como en un proceso de Poisson. Se ha mostrado que un método "ingenuo", basado exclusivamente en la formación de grupos, es capaz de predecir exitosamente alrededor del 5% de los sismos; es decir, "mucho mejor que el 'azar'".​

El dilema: ¿Emitir o no la alarma?

Como el propósito de las predicciones de corto plazo consiste en posibilitar la adopción de medidas de emergencia para reducir el número de víctimas y el grado de destrucción, el no advertir de la inminencia de un terremoto que efectivamente ocurra, o no dar, al menos, una evaluación adecuada del riesgo de que ocurra, puede conllevar responsabilidades penales o incluso consecuencias políticas. Por ejemplo, se ha informado que miembros de la Academia China de Ciencias fueron expulsados de la misma por "haber ignorado predicciones científicas del desastroso terremoto de Tangshan, de verano de 1976". Wade, 1977. Después del terremoto de L'Aquila de 2009, siete científicos y técnicos fueron condenados en Italia por homicidio involuntario, aunque no tanto por haber fallado en predecir el Terremoto de L'Aquila de 2009 (en el que murieron unas 300 personas) sino por dar garantías indebidas a la población – una víctima lo llamó "anestesia" – de que no habría un terremoto grave y que por tanto no había necesidad de prevenirse.​ Pero el alertar ante un terremoto que finalmente no ocurra también implica un costo: no solo el costo de las medidas de emergencia como tales, sino también el de los trastornos económicos y sociales.​ Además, las falsas alarmas, como también las alarmas que se cancelen, socavan la credibilidad y por tanto también la eficacia de las alarmas futuras.​ En 1999 se informó (Saegusa, 1999) que China estaba implantando "duras regulaciones destinadas a eliminar las alarmas ‘falsas’ de terremotos, a fin de prevenir el pánico y las evacuaciones masivas de ciudades enteras como consecuencia de pronósticos de sismos de mayor envergadura." Esta medida fue motivada por "más de 30 alarmas inoficiales de terremotos ... en los últimos tres años, ninguna de las cuales resultaron certeras." ​ El balance aceptable entre los terremotos sin predicción y las falsas alarmas depende de cómo la sociedad valore ambos casos. Debe tenerse en cuenta además la frecuencia con la que ocurran ambas situaciones, al evaluar un método de predicción específico.​

En un estudio de 1997 acerca de la razón de costo-beneficio de las investigaciones sobre predicción de terremotos en Grecia, Stathis Stiros sugirió que incluso un método (hipotético) excelente de predicción sería de dudosa utilidad social, dado que "es improbable que se logre llevar a cabo una evacuación exitosa de los centros urbanos", mientras que "también se puede prever la generación de pánico y otros efectos colaterales no deseados". Llegó a la conclusión de que por terremotos en Grecia (en promedio) mueren menos de diez personas al año y que la mayor parte de esas víctimas ocurren en grandes edificios con problemas estructurales identificables. En consecuencia, Stiros sostuvo que sería mucho más eficiente, desde el punto de vista de costos, concentrar los esfuerzos en identificar esos edificios poco seguros y subsanar sus deficiencias. Dado que el número de víctimas fatales de accidentes carreteros en Grecia es de 2300 anuales en promedio, argumenta que se habrían salvado más vidas si todo el presupuesto griego para la predicción de terremotos se hubiera usado en cambio en mejorar la seguridad de calles y autopistas.​

En California, se ha establecido un Consejo de evaluación de predicción de terremotos y Estados Unidos cuenta con un consejo similar a nivel federal, aunque ninguno de ellos han adoptado algún método fiable para predecir terremotos.​

Las predicciones científicas buscan los siguientes elementos: una ubicación o área específica, un lapso de tiempo determinado, un rango de magnitud particular y una probabilidad específica de ocurrencia.​

Véase también: Predicción#Predicción_científica

Por precursores

Radón

La concentración de radón en el suelo ha sido utilizado de manera experimental para ubicar fallas geológicas cercanas a la superficie, ya que la concentración es generalmente más alta sobre las fallas.​ Algunos investigadores han tratado de probar que las concentraciones elevadas de radón en el suelo o los cambios rápidos en las concentraciones de radón en el suelo o agua subterránea pueden servir para predecir terremotos.​

La hipótesis consiste en que la compresión en torno a una falla cercana a romperse podría producir emisiones de radón, como si el suelo estuviera siendo exprimido por una esponja; por tanto, una mayor emisión de radón anticiparía la llegada de un terremoto.​ Tal hipótesis ha sido estudiada en los años 1970 y 1980, cuando se realizaron mediciones científicas de las emisiones de radón cerca de fallas geológicas hallaron que los terremotos ocurrieron a menudo sin señal de radón. Asimismo, se detectaron emisiones de radón sin que fueran seguidas por un terremoto. Dada la ausencia de resultados fiables, la hipótesis fue desestimada por la mayoría de sismólogos hasta hace poco;​ sin embargo, esta fue retomada debido a que el terremoto de L'Aquila de 2009 fue precedido por las predicciones del sismólogo italiano Giampaolo Giuliani sobre un inminente terremoto, quien basó su pronóstico en los aumentos de las concentraciones de gas radón en zonas sísmicamente activas.​

En diciembre de 2009, Giampaolo Giuliani presentó su investigación a la American Geophysical Union en San Francisco y fue, posteriormente, invitado por dicha organización a participar en desarrollar un sistema de alerta temprana de sismos a nivel mundial.​ A pesar de ello, Emilio Carreño, director de la Red Sísmica Española, declaró que las emisiones de radón no pueden utilizarse como un método de predicción preciso;​ mientras que la geofísica María José Jurado manifestó que se trató de una "coincidencia".​

En 2009, la hipótesis seguía siendo investigada por la NASA como una posible herramienta de predicción de terremotos.​

El método VAN

El método VAN es un método experimental de predicción de terremotos propuesto por el profesor Varotsos, Alexopoulos y Nomicos en los años 1980, cuyas iniciales le dieron nombre. Se basa en la detección de "señales sísmicas eléctricas" a través de una red telemétrica de barras de metal conductor insertas en el suelo. El método se origina en las predicciones teóricas de P. Varotsos, un físico de la Universidad de Atenas.​​

Predicción por sismos iniciales

Los sismos iniciales son temblores de magnitud media que preceden a los terremotos. Un incremento de la actividad de sismos​ (en combinación con indicaciones presupuestas como los niveles de agua subterránea y comportamiento animal extraño) permitió la evacuación exitosa de un millón de personas un día antes del terremoto de Haicheng, el 4 de febrero de 1975,​ por parte de la Oficina Sismológica estatal de China.

Mientras que el 50% de los terremotos son precedidos por sismos, solo alrededor del 5 al 10% de los sismos menores resultan ser sismos iniciales, lo que da lugar a falsas alarmas.​​​

Magnetometría

Según Tomas Unger, con un solo magnetómetro se puede detectar la dirección de la cual proviene la corriente, el punto donde probablemente se produce el hipocentro de un movimiento sísmico.^{[cita requerida]} En Perú ya este método ha sido demostrado por el científico Jorge Heraud, aunque aún no cuenta con la aprobación de la comunidad internacional.^{[cita requerida]}

Triboluminiscencia

Un posible método para predecir terremotos, aunque todavía no ha sido aplicado, es la triboluminiscencia. Estudios del Instituto de Investigación Nacional Industrial de Chugoky llevados a cabo por Yoshizo Kawaguchi han mostrado que al fracturarse, el dióxido de silicio libera luz roja y azul por un período de unos 100 milisegundos. Kawaguchi lo atribuyó a la relajación de las uniones libres y de átomos de oxígeno inestable que quedan cuando las uniones de oxígeno y dióxido de silicio se rompen debido a las tensiones dentro de la roca.​

Por tendencias

En materia de tendencias, entre las teorías aplicables a la predicción de terremotos se cuentan:

• La recuperación elástica de la corteza terrestre.
• La repetición de sismos característicos.
• Las brechas sísmicas.
• La formulación de patrones de sismicidad.

Predicciones notorias

Hay casos de predicciones, tanto exitosas como fallidas, ya sea publicadas con anterioridad a los eventos o supuestamente hechas en su momento, que han alcanzado notoriedad pública. Entre ellas se cuentan:

• La predicción del terremoto de Haicheng de 1975.
• La predicción fallida para Lima en 1981 (Brady)
• Las predicciones (fallidas) de Parkfield, de 1985–1993 (Bakun-Lindh)
• Las predicciones del grupo VAN para Grecia en 1983–1995
• La (supuesta) predicción del terremoto de Loma Prieta, de 1989
• Las predicciones para la zona sísmica de New Madrid, de 1990 (Browning)
• Las (fallidas) predicciones para el Sur de California, de 2004 y 2005 (Keilis-Borok)
• La alerta emitida por inminencia del Terremoto de L'Aquila de 2009 (Giuliani)

La predicción del terremoto de Haicheng de 1975

La predicción del Terremoto de Haicheng de 1975, de M 7.3, es el "éxito" más ampliamente citado en materia de predicción de terremotos.​ En base al estudio de la actividad sísmica en la región, las autoridades chinas emitieron un pronóstico de mediano plazo en junio de 1974. En consecuencia, las autoridades políticas ordenaron la adopción de diversas medidas, entre las que se contaban la evacuación forzosa de viviendas, la construcción de "estructuras exteriores simples" y la exhibición de películas al aire libre. El terremoto, a las 19:36, fue suficientemente intenso como para destruir o dañar gravemente alrededor de la mitad de las viviendas. Sin embargo, las "medidas preventivas eficaces adoptadas" habrían mantenido la cifra de víctimas fatales por debajo de las 300, en un área con alrededor de 1,6 millones de habitantes, donde sin ellas se podrían haber esperado decenas de miles de muertes. ​

No obstante, aunque efectivamente se produjo un terremoto de mayor envergadura, se dio algún grado de escepticismo con respecto a la narrativa de las medidas adoptadas sobre la base de una predicción oportuna. Este evento ocurrió durante la Revolución Cultural, cuando la "creencia en la predicción de terremotos era un elemento de ortodoxia ideológica que distinguía a los verdaderos seguidores de la línea del partido de los desviacionistas de derecha".​ La mantención de registros se daba en forma desordenada, lo que dificulta la verificación de los detalles, inclusive de la interrogante de si existió efectivamente una evacuación ordenada. El método utilizado para las predicciones tanto de mediano como de corto plazo (aparte de la "línea revolucionaria del Presidente Mao"​) no ha sido especificado.​ Es posible que la evacuación haya sido espontánea, después del fuerte (M 4.7) sismo precursor del día anterior.​

Un estudio de 2006, que tuvo acceso a una amplia variedad de registros, llegó a la conclusión de que las predicciones fueron erróneas. "En particular, nunca existió una predicción oficial de corto plazo, aunque una predicciones de este tipo fueron realizadas por científicos individuales."​ Además: "fue solo en base a los sismos precursores que se activaron las decisiones finales de alerta y evacuación". El número de víctimas fatales se estimó en 2041. El que no hayan muerto más personas se ha atribuido a una serie de circunstancias fortuitas, entre las que se incluyen la educación popular de los meses recientes en materia de terremotos (como reacción a la elevación de la actividad sísmica), iniciativas locales, la hora del día en que ocurrió el sismo (cuando la gente no estaba trabajando ni durmiendo) y el estilo local característico de las construcciones. Los autores concluyen que, por mucho que como predicción haya sido insatisfactoria, "fue un intento de predecir un terremoto mayor que, por primera vez, no terminaba en un fracaso práctico".

Véase también: Terremoto de Haicheng de 1975

La predicción fallida para Lima en 1981 (Brady)

En 1976, el Dr. Brian Brady, un físico del U.S. Bureau of Mines que se dedicaba al estudio del fracturamiento de rocas, "terminó de escribir una serie de cuatro artículos acerca de la teoría de los terremotos, deduciendo que la acumulación de tensiones en la zona de subducción [frente al Perú] podría dar origen a un terremoto de gran magnitud dentro de un plazo de siete a catorce años a partir de mediados de noviembre de 1974."​ En un memorándum interno redactado en junio de 1978, estrechó la ventana temporal a "octubre-noviembre de 1981", con un sismo principal en un rango de magnitud de 9.2±0.2.​ En otro memorándum de 1980 se informa que especificó como fecha aproximada "mediados de septiembre de 1980".​ Estas predicciones fueron tratadas en un seminario científico realizado en San Juan, Argentina, en octubre de 1980, donde el Dr. W. Spence, colega de Brady, presentó una ponencia. Brady y Spence luego se reunieron con autoridades de gobierno de Estados Unidos y Perú el 29 de octubre, "pronosticando una serie de terremotos de gran magnitud para la segunda mitad de 1981."​ Esta predicción tuvo amplia divulgación en Perú, después de lo que la embajada de Estados Unidos describió como "titulares sensacionalistas de primera plana en la mayoría de los diarios de Lima" el 26 de enero de 1981.​

El 27 de enero de 1981, después de examinar la predicción de Brady-Spence, el National Earthquake Prediction Evaluation Council (NEPEC) de Estados Unidos anunció que "no esta[ba] convencido de la validez científica" de la predicción y que no se le había "mostrado nada en los datos de la sismicidad observada, ni en la teoría expuesta, que le otorgue substancia a la predicción en materia de las fechas, la localización y las magnitudes de los terremotos." Continuaba diciendo que si bien existía alguna probabilidad de que ocurriera un terremoto de mayor envergadura en las fechas señaladas, esa probabilidad era baja, recomendando que a "la predicción no se le preste consideración seria."​

Imperturbable,​ Brady posteriormente revisó su pronóstico, sosteniendo que habrían al menos tres terremotos aproximadamente el 6 de julio, el 18 de agosto y el 24 de septiembre de 1981,​ lo que llevó a un funcionario estadounidense a quejarse de que "si se le sigue permitiendo jugar este juego ... probablemente obtendrá un acierto y muchos terminarán considerando válidas sus teorías."​

El 28 de junio (la fecha que tuvo más amplia divulgación como fecha del primer terremoto pronosticado), se informó que: "la población de Lima pasó una apacible tarde de domingo".​ El titular de uno de los diarios peruanos fue "NO PASO NADA".​

En julio, Brady formalmente retiró su pronóstico en base a que no se había producido la actividad sísmica especificada como prerrequisito.​ Las pérdidas económicas debidas a la reducción del turismo durante todo este episodio se han estimado en unos cien millones de dólares.​

Las predicciones (fallidas) de Parkfield, de 1985–1993 (Bakun-Lindh)

El "experimento de predicción del Terremoto de Parkfield" fue la más anunciada predicción de terremotos de todos los tiempos.​ Se basó en la pbservación de que el segmento de Parkfield de la Falla de San Andrés​ se rompe con regularidad en terremotos con una magnitud moderada de alrededor de M 6 cada cuantas décadas: 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 y 1966.​ Más precisamente, Bakun y Lindh (1985) señalaron que, si se excluye el sismo de 1934, estos sismos ocurren cada 22 años, ±4.3 años. Contando a partir de 1966, ellos predijeron una probabilidad de 95% de que el próximo terremoto ocurriría alrededor de 1988, o en 1993 a más tardar. El National Earthquake Prediction Evaluation Council (NEPEC) evaluó este pronóstico y se manifestó de acuerdo.​ Sobre esta base, el Servicio Geológico de los Estados Unidos y el Estado de California establecieron una de las "redes más sofisticadas y densas de instrumentos de monitoreo del mundo",​ dedicada en parte a la identificación de cualquier tipo de precursores en vísperas del sismo. Los antecedentes se consideraron suficientemente confiables como para que se confeccionaran planes detallados para alertar a las autoridades de emergencias en caso de aparecer signos indicativos de la inminencia de un terremoto.​ Según la revista Economist: "nunca antes se ha puesto mayor cuidado en colocarle una emboscada a un evento de este tipo."​

El año 1993 llegó y se fue, sin que la predicción se cumpliera. Finalmente, hubo un terremoto M 6.0 en el segmento Parkfield de la falla, el 28 de septiembre de 2004, pero sin señales de alerta ni precursores obvios.​ Aunque numerosos científicos consideran que el experimento de atrapar un sismo mayor fue un éxito,​ la predicción como tal no lo fue, puesto que finalmente el sismo ocurrió una década más tarde.​

Véase también: Terremoto de Parkfield

Alerta temprana

Un sistema de alerta temprana de terremotos consiste en una red de acelerómetros, comunicación, computadoras y alarmas, diseños para la notificación regional de un sismo sustancial cuando está en progreso. Japón, México, Taiwán y Antofagasta(Chile),​ cuentan con sistemas de alerta temprana.

Problema de la magnitud

Richard Allen de la Universidad de California sostiene que la distinción entre un sismo pequeño y un terremoto puede ser establecida durante los primeros segundos que la energía sísmica es registrada por los sismógrafos;​ sin embargo, otros científicos no están convencidos. De ser cierta la afirmación, los sistemas de alerta temprana de terremoto (que no su predicción) podrían tornarse más potentes. Mientras más temprano sea estimada la magnitud de un terremoto, será más útil la alerta temprana; no obstante, las alertas tempranas aún pueden ser efectivas sin la capacidad de inferir la magnitud de un sismo.

Comportamiento animal

Se ha postulado que el comportamiento animal registrado antes de un terremoto consiste simplemente en su respuesta al incremento de señales electromagnéticas de baja frecuencia.​ Un estudio de la Universidad de Colorado en Boulder ha demostrado que la actividad electromagnética puede ser generada por la fractura de roca cristalina, que ocurren en las fallas geológicas antes de un terremoto. Los sensores electromagnéticos obtienen resultados estadísticamente válidos en la predicción de terremotos.​

En Italia, un estudio de 2009 halló que los sapos son capaces de detectar señales presísmicas.​

Véase también

• Alarma temprana de sismos (Japón)
• Sistema de Alerta Sísmica Mexicano
• Riesgo sísmico
• Ingeniería sísmica
• Tectónica de placas
• Borde convergente
• Cinturón de Fuego del Pacífico
• Cinturón Alpide

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Enlaces externos

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• Earthquake Prediction Topics, U.S. Geological Survey
• Earthquake forecasting techniques and more research on the study of electromagnetic fields
• Plan for quake 'warning system', BBC News, 5 de junio de 2008.
• Panayiotis Varotsos, VAN earthquake prediction method
• Lehmann, Evan. How Storms Can Trigger Earthquakes, The New York Times, 20 de noviembre de 2009.