By David Jacobson and Ross Stein, Temblor
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Desde el 22 de abril de 2017, ha estado en proceso un enjambre sísmico costa afuera del puerto de la ciudad de Valparaíso. Esta secuencia comenzó con un terremoto M=6.0 y le siguió dos días después, el 24 de abril, un terremoto de M=6.9 en el mismo clúster de enjambres sísmicos. ¿Cuáles son las implicaciones del enjambre, en luz de los terremotos históricos que han ocurrido en esta región con respecto a lo que podría suceder después?
Disneyland Geológico
Los grandes terremotos por megafallas son una de las tres consecuencias dramáticas de la placa oceánica de ‘Nazca’, siendo esta empujada por debajo del continente Sudamericano a aproximadamente mm/año (3 in/año). La segunda consecuencia de esta ‘subducción’ es la compresión y la elevación de los Andes y la tercera la serie de volcanes de la cuenca del Pacífico. El litoral chileno ha sufrido de repetidos terremotos grandes a lo largo de más o menos de 500 años de su historia registrada. El terremoto más grande jamás registrado, uno de M=9.5 en 1960, ocurrió a 570 km (350 mi) al sur de Santiago en la región sur de Chile. De tal manera que, mientras la costa de Chile está sujeta a terremotos, el Este de Chile, junto con su frontera con Argentina, lo está a erupciones.
¿Qué tan grande podría ser el siguiente temblor?
El enjambre sísmico de esta semana golpeó en el centro de una extensión de 300 km de longitud de la megafalla rodeada por dos grandes terremotos recientes. En 2010, el terremoto de Maule de M=8.8 ocasionó la ruptura en la región del sur y, en 2015, el terremoto de Illapel de M=8.3 ocasionó la ruptura en la región del norte (Melgar et. al., 2016). Los últimos grandes terremotos que han ocurrido dentro de esta extensión fueron en 1971 (M=7.9) y en 1985 (M=8.0), y desde entonces han transcurrido 60 años. Debido a que la subducción de largo plazo, o la velocidad de deslizamiento en la megafalla, es de aproximadamente 80 mm/año, se acumuló un déficit de aproximadamente 4-5 m de deslizamiento. Si repentinamente, una sección de 300 km x 100 km de la megafalla se deslizara 4-5 m (12-16 ft), eso produciría un temblor de M~8.3. Eso es equivalente a aproximadamente, o un poco más grande, que los temblores de 1971 y 1985 juntos.
La megafalla se encuentra estancada, por lo que eventualmente golpearán grandes terremotos
Las velocidades de las estaciones GPS en Chile revelan que la superficie de la megafalla de una extensión de 300 km de longitud costa afuera está estancada (Klein et. al., 2017): La falla no se desliza libremente y por ello, el estrés acumulativo deberá liberarse en última instancia mediante un gran terremoto o una serie larga de terremotos más pequeños. Por otro lado, es probable que el enjambre del que fuimos testigos esta semana sea la manifestación de arrastre de por lo menos un sitio sobre la falla. De tal manera, que su comportamiento es mixto, pero dominado por grandes terremotos.
Los sismos recientes dispararon el estrés de la sección de Valparaíso
Uno puede calcular el estrés que los terremotos de 2010, 2015 y 2017 distribuyeron a la extensión sin ruptura (Utilizamos el Coulomb 3.4: Toda et. al., 2011). La transferencia de estrés no es una observación, sino un cálculo con base en una serie de suposiciones razonables, por lo que uno debe tomarlas con escepticismo. No obstante, encontramos que aproximadamente 3/4 de esta extensión han experimentado un incremento de estrés estimado de por lo menos 0.5 bars (mostrado como una línea roja en la figura). En general, incrementos en el estrés mucho menores que este (0.1 bars) están asociados con incrementos en la sismicidad. Una manera de pensar acerca de este resultado es que el estrés del terremoto ce en promedio 30 bars, de tal forma que, un incremento de 0.5 bars representa un salto de 1.5%.
Así que, si pensamos sobre grandes terremotos en este lugar, los cuales tienen tiempos entre eventos de aproximadamente 50-75 años, entonces el siguiente sismo se ha adelantado por varios años. Pero el efecto del estrés distribuido a las zonas de ruptura tiende a desaparecer con el tiempo y por ello, el impacto del sismo de esta semana es grande a pesar de su pequeño tamaño. El modelo de la Calificación de la Actividad de Terremotos Global (GEAR, por sus siglas en inglés) utilizado por Temblor, proporciona una probabilidad de 1% por año de un terremoto de M~8 fuera de Valparaíso y estimamos que el efecto combinado de los sismos recientes podría duplicar o triplicar esto a 2-3% por año. Así que, la mejor manera en que lo podemos decir es que se trata de un incremento grande en una pequeña posibilidad.
¿Podría el terremoto de M=6.9 resultar ser una réplica de un premonitor de M~8?
Es posible, pero no obvio. A nivel mundial, no más de 5-10% de los terremotos principales son precedidos por nada que un sismólogo–incluso en retrospectiva–quisiera denominar un premonitor. Pero el terremoto de Iquique de M=8.2 de 2014 (Hayes et. al., 2014) en el norte de Chile ofrece un contraejemplo sorprendente y por ello, no podemos excluirlo en el camino para Valparaíso. Uno puede ver desde las ‘series temporales’ que se encuentran abajo, que un terremoto de M=6.7 golpeó 15 días antes del terremoto principal de Iquique y que éste fue seguido por varios terremotos de M=5-6 una semana después, los cuales migraron en dirección al norte. En última instancia, alrededor de la mitad de la zona de ruptura se encendió antes del terremoto principal. En el caso de Valparaíso, hasta ahora no más de un quinto de la extensión se ha cubierto recientemente por actividad sísmica. Pero ahora, tomemos una mirada a las series temporales del terremoto de Maule de M=8.8 de 2010: No ocurrió ningún premonitor y esto es mucho más común.
Leyendo las hojas de té
Así que, si se siguiera el patrón de Iquique, en las siguientes pocas semanas podríamos ver una expansión de la zona de enjambre que llevaría una ruptura aún más grande. Pero si la sismicidad sigue un patrón mucho más común, entonces el terremoto de M~8.3 está por ahí, en algún momento en el futuro.