¿La Luna provocó el sismo del sábado en Colombia?

By Aron Mirwald, M.Sc., Temblor, Inc.

Un sismo de magnitud 6.1 ocurrió el 23 de marzo de 2019 a las 2:14 de la tarde en
Colombia. Un artículo científico reciente informa que la marea podría ser responsable del
16% de los terremotos en Colombia. Pero, ¿la Luna provocó este terremoto? Posiblemente,
pero hay limitaciones importantes.

 

 

 

Sísmicamente hiperactivos: El “clúster de Cauca” y el “nido de Bucaramanga”

El sismo de M = 6.1, que se sintió en Bogotá, Cali y Medellín, se ubicó en el conocido “clúster de Cauca” en Colombia, donde ocurren M≥3 terremotos con frecuencia (~ 24 por año). Junto con el “nido de Bucaramanga” (~ 550 por año), los dos clústeres son responsables por más de la mitad de todos los sismos colombianos (Servicio Geológico de Colombia). La mayoría de los sismos en los dos regiones se presentan en profundidades entre 70-180 km (43-111 mi). Cómo los sismos se pueden llegar a producir a estas grandes profundidades es en sí mismo un enigma, y una cuestión de investigación actual (lea esto y esto como una introducción).

Pero, como en muchos problemas de las ciencias de la tierra, hay muchos puntos de vista de un mismo fenómeno: investigadores de Medellín (Universidad de Antioquia y Universidad Nacional de Colombia) han descubierto que los sismos en Colombia están correlacionados con la marea. En su reciente publicación  muestran que la relación entre los sismos y la marea es especialmente fuerte para los sismos dentro de los dos clústeres de sismos (Moncayo et. al., 2019).

 

Cada punto representa un sismo. Los puntos de color son sismos que ocurrieron en un clúster. Los dos clústeres de arriba son el clúster de Cauca y el nido de Bucaramanga, donde ocurren más de la mitad de todos los sismos de Colombia. Grafico: Moncayo et. al. (2018)

 

La Luna y el Sol causan que la Tierra se deforme

Tal vez haya escuchado que pesemos un poco menos cuando la luna está arriba de nosotros (solo una millonésima parte de nuestro peso). Pero, para ser exactos, esto también es cierto si la luna está directamente debajo de nosotros, en el lado opuesto. La razón de esto es que la fuerza gravitacional no es la única fuerza en juego. La Tierra es movida por la Luna que la rodea, y debido a esto experimentamos una fuerza centrífuga (aquí hay una página web con una gran animación). La fuerza combinada es hacia arriba tanto en el lado que mira hacia la luna como en el opuesto.

 

Tanto la Luna como la Tierra se mueven en elipses debido a la fuerza que ejercen entre sí. Las flechas blancas representan la fuerza combinada, es decir, la suma de la fuerza centrífuga y la fuerza gravitacional. Grafico: http://beltoforion.de (animación interactiva)

 

La Luna no es la única que influye en la tierra. El Sol lo hace de manera similar, aunque la amplitud de la fuerza que genera es aproximadamente la mitad. El efecto combinado del Sol y la Luna se llama “marea”. La marea tiene dos efectos sobre la tierra. Primero, mueve grandes cantidades de agua, también conocido como marea oceánica. Segundo, deforma la tierra sólida: las fuerzas de marea, que jalan de ambos lados, alargan el planeta, haciéndolo hasta 40 cm más largo. Esto genera tensiones de cizallamiento y de desblocaje en la tierra que pueden promover sismos (Heaton, 1975).

Las magnitudes de las tensiones generadas por la marea son mucho menores que las tensiones debidas al movimiento de las placas tectónicas. Esto significa que las mareas en sí mismas no son responsables para los sismos. Quizás, sin embargo, si un sismo está a punto de desencadenarse, la marea puede empujarlo para que falle. Por lo tanto, esperaríamos que la sismicidad sea mayor cuando las tensiones de marea y las tensiones tectónicas apuntan en la misma dirección, y menor cuando lo contrario es cierto.

 

Buscando periodicidad: ¿Podemos comprobar desencadenamiento por mareas?

Hay dos periodos clave de la marea: el primero dura 27.5 días, que es el tiempo que la luna necesita para rodear la tierra. El segundo tiene una duración de 24 horas, que es el tiempo que tarda la Tierra en girar alrededor de su propio eje. Si un aumento en la tasa de sismos se correlaciona con estos períodos, entonces ese aumento podría ser desencadenado tidalmente. El siguiente paso para evaluarlo con más profundidad sería calcular las tensiones involucradas.

 

¿Podrían las mareas permitir previsiones de sismos?

Desde 1980, los sismólogos han tratado de encontrar dicha relación, con resultados mixtos. Los estudios recientes que han encontrado una relación, se limitan a ciertas regiones o circunstancias (Ide et. al., 2016). Por ejemplo, se encontró que la cantidad de terremotos en la región del terremoto de Tohoku en Japón en 2011 estaba correlacionada con la marea antes de que ocurriera el terremoto. Después del terremoto de magnitud 9, por otra parte, no se encontró ninguna correlación (Tanaka et. al., 2012). Estudios como este especulan que podría ser posible evaluar si una ruptura grande está a punto de ocurrir en ciertas áreas, pero esto aún no se ha demostrado.

 

El reciente evento fue probablemente facilitado por la marea

En su investigación, la Dra. Gloria Moncayo y sus colegas evaluaron sismos en Colombia entre 1993 y 2017. Descubrieron que la tasa de sismos podría tener un componente periódico, con un período de 27,5 días. Aproximadamente un sexto (o 16%) más sismo ocurren cuando la luna está más cerca, es decir, en el perigeo. Esta correlación entre sismos y mareas fue más fuerte para los eventos dentro del clúster de Cauca y el nido de Bucaramanga.

El reciente sismo ocurrió solo dos días después del último perigeo, que también coincidió con la luna llena (20 de marzo). En la siguiente figura, esto corresponde a una fase de 34 ° y, por lo tanto, a un tiempo donde se esperan más terremotos debido a la marea. Se estableció contacto con los autores de la investigación para obtener más informaciones.

La Dra. Moncayo nos dijo que la posición y el momento del evento parecen indicar un desencadenamiento por mareas. Su colega, el Dr. Jorge I. Zuluaga, agregó que calcularon el esfuerzo causado por  la marea para este evento y encontraron que su dirección era tal que facilitaría el sismo. “Si pudiera apostar un dólar, apostaría a que se disparó tidalmente. Lamentablemente, no podemos falsificar esta afirmación “, escribió.

 

 

Aquí, puede ver la cantidad de sismos en relación con el período de 27.5 días de la luna. Una fase de 0 y 360 grados corresponde al perigeo (la luna está más cerca a la tierra) y 180 grados al apogeo (la luna está más alejada). Nota que solo una pequeña fracción del número total de terremotos varía con el tiempo. Grafico: Moncayo et. al. (2019)

 

Poniéndolo en perspectiva: Un empujón de marea, pero no una predicción de sismos

Para el evento del sábado pasado, sabemos que el esfuerzo de la marea favoreció el desencadenamiento por la marea. Antes de saltar a conclusiones apresuradas, debemos ser conscientes de que existen limitaciones del resultado del estudio de la Dra. Moncayo y sus colegas. Una importante es que la red sismológica se ha expandido en el tiempo que evaluaron. Esto podría introducir un error en la detección de la periodicidad (Ader y Avouac, 2013). Incluso si la periodicidad que encontraron los autores era cierta, la mayoría de los terremotos son independientes de la marea. Sólo una fracción (menos del 16%) de la sismicidad podría atribuirse a ella. Finalmente, necesitamos conocer las tensiones causados por la marea y no solo la periodicidad para hacer declaraciones de la causalidad.

  

Referencias

Ader, T. J., & Avouac, J. P. (2013). Detecting periodicities and declustering in earthquake catalogs using the Schuster spectrum, application to Himalayan seismicity. Earth and Planetary Science Letters, 377, 97-105.

Heaton, T. H. (1975). Tidal triggering of earthquakes. Geophysical Journal International, 43(2), 307-326.

Ide, S., Yabe, S., & Tanaka, Y. (2016). Earthquake potential revealed by tidal influence on earthquake size–frequency statistics. Nature Geoscience, 9(11), 834.

Moncayo, G. A., Monsalve, G., & Zuluaga, J. I. (2018). Tidal Coulomb Failure Stresses in the Northern Andean intermediate depth seismic clusters and its implications for a possible correlation between tides and seismicity. arXiv preprint arXiv:1812.01104.

Moncayo, G. A., Zuluaga, J. I., & Monsalve, G. (2019). Correlation between tides and seismicity in Northwestern South America: the case of Colombia. Journal of South American Earth Sciences, 89, 227-245.

Tanaka, S. (2012). Tidal triggering of earthquakes prior to the 2011 Tohoku‐Oki earthquake (Mw 9.1). Geophysical research letters, 39(7).

https://www2.sgc.gov.co/sismos/sismos/ultimos-sismos.html

http://beltoforion.de/article.php?a=tides_explained&hl=en&p=tides_applet&s=idPageTop#idPageTop

http://temblor.net/earthquake-insights/the-riddle-of-the-19-september-2017-mexican-earthquake-8481/

http://news.mit.edu/2013/study-faults-a-runaway-mechanism-in-intermediate-depth-earthquakes-1223