viernes, 25 de agosto de 2017

Una verdad incómoda: ¿Espera Lima un gran terremoto?

Este mes de agosto se cumplieron 10 años desde que ocurrió el terremoto de Pisco, y los medios se encargaron de recordarlo a través de amplias coberturas. Entre los reportajes y entrevistas que se sucedieron para tratar todos los ámbitos de este evento, está la de la periodista Carla Tello de Canal N al Dr. Patricio Valderrama, conocido geólogo especialista en desastres naturales.


Es una entrevista bastante informativa, que recomiendo ver en su totalidad. Sin embargo, me quiero concentrar en las declaraciones de Patricio, a quien conozco personalmente, ante la pregunta de la periodista sobre si se espera un terremoto en Lima. A partir del minuto 5:00 del video, luego de dar una breve explicación, concluye que el escenario esperable para la capital es de un terremoto de por lo menos magnitud 8.5, con epicentro frente al Callao, seguido de un tsunami. Esta es una observación correcta de acuerdo a los estudios existentes, pero pasaré a eso en un momento.

Horas después de esta emisión, tanto la periodista como el especialista afirmaron haber recibido insultos de varias personas a través de redes sociales, lo cual es lamentable. Desconozco la causa de las agresiones, y me cuesta imaginar cuál, o cuáles, podrían ser. ¿Creen que la declaración del terremoto que se espera era inventada o irresponsable? ¿Que la intención era generar pánico? ¿Está mal decir qué zonas son más susceptibles ante un evento de tal magnitud?

Hablar de peligros geológicos debería ser una constante, en vez de un tabú, sobre todo porque estos eventos no son nada extraños para los peruanos. Evidentemente los medios deben tratar estos temas con tacto, de preferencia invitando a especialistas para hacerlo, y en mi opinión eso se cumplió en este caso, no encuentro que lo expresado en la entrevista haya sido irresponsable en lo más mínimo.

Ahora, pasando al tema de la veracidad de las declaraciones, como ya dije, no cabe duda alguna. Estudios recientes de investigadores peruanos y extranjeros confirman este escenario para Lima, y a continuación me referiré a dos de ellos. Pero antes, recordemos que frente a las costas del Pacífico de Sudamérica ocurre un encuentro o "choque" de placas tectónicas, causante de la mayoría de sismos que hemos sentido en nuestra historia. En este, la placa oceánica de Nazca entra en contacto y se desliza continuamente bajo la placa continental sudamericana, descendiendo hacia el manto terrestre. En términos geológicos, a este proceso se le denomina subducción:

Sección representativa del proceso de subducción. Fuente: Energía Andina.

Los estudios que vamos a mencionar tienen por objetivo cuantificar un fenómeno físico de la zona de subducción, llamado acoplamiento. En forma simplificada, podríamos decir que el acoplamiento está relacionado con el grado de fricción entre ambas placas, y es variable a lo largo de todo su contacto. Un acoplamiento alto implica una fuerte fricción, lo cual puede dificultar e incluso "bloquear" el deslizamiento en un área determinada, de la misma manera en que cualquier superficie áspera se resiste al rozamiento. Es por este motivo que a las áreas de alto acoplamiento se les denomina asperezas (ver siguiente figura).

Estas asperezas son importantes porque en ellas ocurre un proceso de acumulación de energía, ya que a su alrededor, donde el acoplamiento es menor, las placas continúan en movimiento, aplicándoles tensión. De esto se desprende entonces que a mayor tamaño/cantidad de asperezas y tiempo transcurrido, mayor será la energía acumulada, la cual se liberará parcial o totalmente cuando supere la fuerza de fricción, haciendo que una o más de estas áreas comience a "desbloquearse", generando un evento en cadena que todos conocemos como sismo, temblor o terremoto.

Esbozo de la zona de subducción con asperezas. Modificado de: Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0).

En este punto algunos se preguntarán ¿y cómo se calcula el grado de acoplamiento en la zona de contacto de dos placas tectónicas, a decenas de kilómetros de profundidad? Sucede que el proceso de subducción genera una presión o "empuje" sobre la placa continental sudamericana, imprimiéndole una componente de desplazamiento opuesta a su dirección de movimiento normal. A través de distintas técnicas es posible aislar y medir esta componente, para obtener así su velocidad. Lo que ocurre en las áreas de alto acoplamiento (asperezas) es que, al estar "bloqueadas", incrementan la presión sobre la placa continental, y por consiguiente aumenta esta velocidad de desplazamiento.

Esto significa que la velocidad de desplazamiento del continente producida por el proceso de subducción puede darnos información sobre el acoplamiento sísmico en profundidad, de tal manera que donde se observen velocidades altas, el acoplamiento sería mayor. Haciendo uso de modelos físico-matemáticos que incorporan diversos parámetros del proceso de subducción y un punto de referencia temporal (la fecha del último gran terremoto, generalmente), es posible convertir estas velocidades de desplazamiento en valores de energía acumulada en el tiempo, con los cuales podemos representar el grado de acoplamiento de la zona de subducción y estimar magnitudes sísmicas para las distintas asperezas.

Pasemos entonces primero al estudio de Villegas-Lanza et al. (2016), dirigido por el Dr. Juan Carlos Villegas del Instituto Geofísico del Perú (IGP). Se trata de un análisis del acoplamiento sísmico a lo largo de toda la zona de subducción del margen peruano. En el estudio, los investigadores utilizaron una amplia variedad de mediciones GPS de alta precisión para calcular las velocidades de desplazamiento de la placa continental sudamericana en distintas localidades del territorio peruano. Una vez procesadas, y luego de un modelamiento numérico, generaron el siguiente mapa de acoplamiento sísmico:

Modelo de acoplamiento sísmico del margen peruano. Fuente: Villegas-Lanza et al. (2016).

Como la leyenda lo indica, los colores más fuertes indican mayor acoplamiento ("coupling", en inglés). Noten la gran zona oscura frente a Lima y Huacho. Después de todo lo que hemos explicado, esto debería ser suficiente evidencia para comprender que un sismo de grandes proporciones puede ocurrir en la capital en cualquier momento. Asimismo, frente a Nazca y Tacna tenemos importantes asperezas, por lo que podemos decir que en estas ciudades también ocurrirá un sismo fuerte en algún momento.

Pero volvamos a Lima y observemos un poco más, como la referencia al "gran terremoto de 1746" y el contorno señalado por la flecha. Este contorno (el grande, de los pequeños me ocuparé después) representa la probable zona de desencadenamiento del devastador sismo de magnitud 8.8 (aproximada) que ocurrió en Lima hace 271 años, y generó un tsunami que inundó la mayor parte del Callao. Notarán además que la línea punteada parece encerrar casi con exactitud la zona actual de alto acoplamiento frente a la capital, por lo que es razonable asumir que el fuerte sismo que se espera pueda tener magnitud y efectos similares al de 1746.

Esto se corrobora con la estimación de magnitud que hacen los investigadores a partir de los valores de energía acumulada obtenidos del modelamiento numérico. Cito a continuación los resultados del estudio respecto a la zona de Lima (los énfasis son míos):
We find that the cumulative moment deficit in 2016 is approximately the equivalent of an event with Mw = 8.9. At the actual moment deficit rate, we may reach the equivalent of an event with Mw = 9.0 event by the year 2092 (Figure 9). If we suppose that half of this moment deficit has been released through aseismic processes (postseismic relaxation, slow slip events, and seismic swarms), the moment deficit may still be the equivalent to Mw = 8.7 in 2016 and Mw = 8.8 in 2092. This indicates that the central Peru segment is quite mature and can host a great earthquake in the next decades, even though four large megathrust events have occurred since 1940.
En pocas palabras, se explica que la energía acumulada equivale a la que produciría un terremoto de magnitud 8.9, pero asumiendo que la mitad de esta energía se liberó por procesos no sísmicos, aún queda suficiente para un terremoto de magnitud 8.7, esto a pesar que desde 1940 han ocurrido 4 sismos fuertes en Lima.

Estos 4 sismos mencionados, todos de magnitud 8.0 aproximada, corresponden en el mapa anterior a los 4 contornos menores dentro del contorno grande del terremoto de 1746. Visto así, surge la pregunta ¿cómo es que ellos no liberaron la mayor parte de energía acumulada, evitando el terremoto grande que se espera? Lamentablemente, la creencia popular de que varios sismos pequeños nos salvan de uno grande es errada, y en este estudio nos lo demuestran gráficamente:

Gráfico de acumulación de energía en la zona de Lima. Fuente: Villegas-Lanza et al. (2016).

La línea roja ascendente muestra el promedio de acumulación de energía en la zona de alto acoplamiento frente a Lima, partiendo desde el año 1746, es decir, desde la fecha del último gran terremoto (esta es la referencia temporal que mencioné en mi explicación previa a los estudios). ¿Por qué desde esa fecha? Porque se asume que, por sus dimensiones, este terremoto habría liberado toda o casi toda la energía acumulada hasta entonces, para poco después iniciar "desde cero" el proceso de acumulación de energía, hasta el presente.

Noten que los 4 sismos fuertes ocurridos desde 1940 solo retrasaron brevemente este proceso, sin mencionar los 2 sismos de magnitud 7.5 ocurridos en el siglo XIX, que prácticamente no afectaron la acumulación de energía. Esto se debe a que la escala de magnitud sísmica es logarítmica, lo que implica que un aumento de un punto de magnitud multiplica por 30 la energía liberada. Poniéndolo de otra manera, si quisiéramos que se libere la energía que podría causar un terremoto de magnitud 9.0, tendrían que ocurrir unos 30 sismos de magnitud 8.0, o 900 sismos de magnitud 7.0, o 27000 sismos de magnitud 6.0. Las diferencias, como pueden ver, son abismales, y es por eso que, por duro que parezca, no nos libraremos de un terremoto fuerte sino hasta que este mismo ocurra.

El segundo estudio, de Chlieh et al. (2011), es un análisis de acoplamiento y potencial sísmico de la zona de subducción desde el Perú central hasta el norte de Chile. Este es más antiguo y cuenta con menos información de GPS, pero la complementa con datos extraídos de imágenes satelitales y de radar, obteniendo resultados bastante similares al anterior, por lo que solo citaré sus conclusiones respecto de la zona de alto acoplamiento que también observan frente a Lima (los énfasis son míos):
The rate of moment deficit of model Short4 over the 1746 rupture segment is 0.83 x 10e + 20 Nm/a. In the last 264 years, it leads to a moment deficit of about 22 x 10e + 21 Nm considering a steady state interseismic process. (...) The cumulative seismic moment released by the Mw ∼ 8.0 megathrust earthquakes sequence of 1940, 1966, 1974 and 2007 is about 5 x 10e + 21 Nm. This leaves for the segment Pisco-Lima-Huacho a seismic potential of about 17 x 10e + 21 Nm which corresponds to an earthquake of moment magnitude Mw ∼ 8.7. If we accept that a maximum of 50% of this moment could have been released by non steady state interseismic process and slow slip events, this potential is reduced to a moment magnitude equivalent to a Mw ∼ 8.5 event.
Aquí se explica que del 100% de energía acumulada en los últimos 264 años (es decir, partiendo algunos años después del terremoto de 1746), solo el 23% fue liberada por los 4 sismos fuertes ocurridos desde 1940. El 77% restante equivale a la energía que produciría un terremoto de magnitud 8.7, pero asumiendo que la mitad de esta energía se liberó por procesos no sísmicos, queda potencial para un terremoto de magnitud 8.5.

En conclusión, y volviendo a nuestra premisa inicial, el escenario planteado en la entrevista de Canal N fue correcto: A partir de los estudios existentes hasta el momento, podemos decir con relativa seguridad que Lima espera un terremoto de por lo menos magnitud 8.5. La única pregunta que queda, y para la que no tenemos respuesta, es cuándo ocurrirá este terremoto. Es por este motivo que el primer estudio plantea un pronóstico de magnitud para el año 2092, en el que la energía acumulada ya sería suficiente para un terremoto de magnitud 8.8.

Sin embargo, el hecho de que podrían pasar décadas no debería impedir que nos preparemos adecuadamente, ya que el terremoto, remarco, puede ocurrir en cualquier momento.


Referencias:

Villegas-Lanza, J. C., M. Chlieh, O. Cavalié, H. Tavera, P. Baby, J. Chire-Chira, and J.-M. Nocquet (2016), Active tectonics of Peru: Heterogeneous interseismic coupling along the Nazca megathrust, rigid motion of the Peruvian Sliver, and Subandean shortening accommodation, J. Geophys. Res. Solid Earth, 121, 7371–7394, doi:10.1002/2016JB013080. (Más información en el blog del Dr. Villegas y el portal del IGP)

Chlieh, M., H. Perfettini, H. Tavera, J.-P. Avouac, D. Remy, J.-M. Nocquet, F. Rolandone, F. Bondoux, G. Gabalda, and S. Bonvalot (2011), Interseismic coupling and seismic potential along the Central Andes subduction zone, J. Geophys. Res., 116, B12405, doi:10.1029/2010JB008166.