La predicción de terremotos es una rama de la ciencia de la sismología que se ocupa de la evaluación probabilística del peligro sísmico general de un terremoto , incluida la frecuencia y magnitud de los terremotos dañinos en un área determinada durante años o décadas. [1] Si bien el pronóstico generalmente se considera un tipo de predicción , el pronóstico de terremotos a menudo se diferencia de la predicción de terremotos , cuyo objetivo es especificar el tiempo, la ubicación y la magnitud de los terremotos futuros con suficiente precisión para que se pueda emitir una advertencia. [2] [3] Tanto la predicción como la predicción de terremotos se distinguen desistemas de alerta de terremotos , que al detectar un terremoto, brindan una advertencia en tiempo real a las regiones que podrían verse afectadas.
En la década de 1970, los científicos eran optimistas de que pronto se encontraría un método práctico para predecir terremotos, pero en la década de 1990 el continuo fracaso llevó a muchos a cuestionarse si era posible. [4] No se han producido predicciones demostrablemente exitosas de grandes terremotos y las pocas afirmaciones de éxito son controvertidas. [5] En consecuencia, muchos recursos científicos y gubernamentales se han utilizado para estimaciones probabilísticas de riesgo sísmico en lugar de la predicción de terremotos individuales. Tales estimaciones se utilizan para establecer códigos de construcción, estructuras de tarifas de seguros, programas de concientización y preparación, y políticas públicas relacionadas con eventos sísmicos. [6] Además de los pronósticos regionales de terremotos, dichos cálculos de peligro sísmico pueden tener en cuenta factores como las condiciones geológicas locales. El movimiento anticipado del suelo se puede utilizar para guiar los criterios de diseño del edificio. [ cita requerida ]
Métodos para la previsión de terremotos
Los métodos para el pronóstico de terremotos generalmente buscan tendencias o patrones que conducen a un terremoto. Como estas tendencias pueden ser complejas e involucrar muchas variables, a menudo se necesitan técnicas estadísticas avanzadas para comprenderlas, por lo que a veces se les llama métodos estadísticos. Estos enfoques tienden a tener períodos de tiempo relativamente largos, lo que los hace útiles para la predicción de terremotos.
Rebote elástico
Incluso la roca más rígida no es perfectamente rígida. Dada una gran fuerza (como entre dos inmensas placas tectónicas que se mueven una al lado de la otra), la corteza terrestre se doblará o deformará. De acuerdo con la teoría del rebote elástico de Reid (1910) , eventualmente la deformación (deformación) llega a ser lo suficientemente grande como para que algo se rompa, generalmente en una falla existente. El deslizamiento a lo largo de la rotura (un terremoto) permite que la roca de cada lado rebote a un estado menos deformado. En el proceso, la energía se libera de diversas formas, incluidas las ondas sísmicas. [7] Luego se repite el ciclo de la fuerza tectónica que se acumula en la deformación elástica y se libera en un rebote repentino. Como el desplazamiento de un solo terremoto varía de menos de un metro a alrededor de 10 metros (para un terremoto M 8), [8] la existencia demostrada de grandes desplazamientos de deslizamiento de cientos de millas muestra la existencia de un ciclo de terremotos de larga duración. . [9]
Terremotos característicos
Las fallas sísmicas más estudiadas (como la megatrustión de Nankai , la falla de Wasatch y la falla de San Andrés ) parecen tener segmentos distintos. El modelo de terremoto característico postula que los terremotos generalmente están restringidos dentro de estos segmentos. [10] Como las longitudes y otras propiedades [11] de los segmentos son fijas, los terremotos que rompen toda la falla deben tener características similares. Estos incluyen la magnitud máxima (que está limitada por la longitud de la ruptura) y la cantidad de tensión acumulada necesaria para romper el segmento de falla. Dado que los movimientos continuos de las placas hacen que la deformación se acumule de manera constante, la actividad sísmica en un segmento dado debería estar dominada por terremotos de características similares que se repiten a intervalos algo regulares. [12] Para un segmento de falla dado, identificar estos terremotos característicos y cronometrar su tasa de recurrencia (o, a la inversa, período de retorno ) debería informarnos acerca de la siguiente ruptura; este es el enfoque generalmente utilizado para pronosticar el peligro sísmico. Los períodos de retorno también se utilizan para pronosticar otros eventos raros, como ciclones e inundaciones, y se asume que la frecuencia futura será similar a la frecuencia observada hasta la fecha.
La extrapolación de los terremotos de Parkfield de 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 y 1966 condujo a un pronóstico de un terremoto alrededor de 1988, o antes de 1993 a más tardar (en el intervalo de confianza del 95%), basado en el modelo de terremoto característico. [13] Se puso en marcha la instrumentación con la esperanza de detectar los precursores del terremoto anticipado. Sin embargo, el terremoto pronosticado no ocurrió hasta 2004. El fracaso del experimento de predicción de Parkfield ha generado dudas sobre la validez del modelo de terremoto característico en sí. [14]
Brechas sísmicas
En el contacto donde dos placas tectónicas se deslizan entre sí, cada sección debe eventualmente deslizarse, ya que (a largo plazo) ninguna se queda atrás. Pero no todos resbalan al mismo tiempo; diferentes secciones estarán en diferentes etapas en el ciclo de acumulación de tensión (deformación) y rebote repentino. En el modelo de brecha sísmica, el "próximo gran terremoto" debería esperarse no en los segmentos donde la sismicidad reciente ha aliviado la tensión, sino en las brechas intermedias donde la tensión no aliviada es mayor. [15] Este modelo tiene un atractivo intuitivo; se utiliza en los pronósticos a largo plazo y fue la base de una serie de pronósticos de la zona del Pacífico ( Cuenca del Pacífico ) en 1979 y 1989-1991. [dieciséis]
Sin embargo, ahora se sabe que algunas suposiciones subyacentes sobre las brechas sísmicas son incorrectas. Un examen detenido sugiere que "puede que no haya información en los vacíos sísmicos sobre el momento de ocurrencia o la magnitud del próximo gran evento en la región"; [17] Las pruebas estadísticas de los pronósticos de la circun-Pacífico muestran que el modelo de brecha sísmica "no pronosticó bien los grandes terremotos". [18] Otro estudio concluyó que un período prolongado de tranquilidad no aumentó el potencial sísmico. [19]
Pronósticos notables
UCERF3
El Pronóstico Uniforme de Ruptura de Terremotos de California de 2015 , Versión 3 , o UCERF3 , es el último pronóstico oficial de ruptura de terremotos (ERF) para el estado de California , reemplazando a UCERF2 . Proporciona estimaciones autorizadas de la probabilidad y gravedad de rupturas sísmicas potencialmente dañinas a largo y corto plazo. La combinación de esto con los modelos de movimiento del suelo produce estimaciones de la gravedad del temblor del suelo que se puede esperar durante un período determinado ( peligro sísmico ) y de la amenaza al entorno construido ( riesgo sísmico ). Esta información se utiliza para informar el diseño de ingeniería y los códigos de construcción, la planificación para desastres y la evaluación de si las primas del seguro contra terremotos son suficientes para las posibles pérdidas. [20] Se pueden calcular diversas métricas de peligros [21] con UCERF3; una métrica típica es la probabilidad de un terremoto de magnitud [22] M 6.7 (el tamaño del terremoto de Northridge de 1994 ) en los 30 años (vida útil típica de una hipoteca) desde 2014.
UCERF3 fue preparado por el Grupo de Trabajo sobre Probabilidades de Terremotos de California (WGCEP), una colaboración entre el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), el Servicio Geológico de California (CGS) y el Centro de Terremotos del Sur de California (SCEC), con una importante financiación del Autoridad de Terremotos de California (CEA). [23]
Notas
- ^ Kanamori 2003 , p. 1205. Ver también ICEF 2011 , p. 327.
- ^ Geller y col. 1997 , pág. 1616, siguiendo a Allen (1976 , p. 2070), quien a su vez siguió a Wood & Gutenberg (1935) . Kagan (1997b , §2.1) dice: "Esta definición tiene varios defectos que contribuyen a la confusión y dificultad en la investigación de predicciones". Además de la especificación de tiempo, ubicación y magnitud, Allen sugirió otros tres requisitos: 4) indicación de la confianza del autor en la predicción, 5) la posibilidad de que ocurra un terremoto de todos modos como un evento aleatorio, y 6) publicación en una forma que da a los fracasos la misma visibilidad que a los éxitos. Kagan y Knopoff (1987 , p. 1563) definen la predicción (en parte) "como una regla formal en la que, por el momento espacio-tiempo-sísmico disponible, la variedad de ocurrencia de terremotos se contrae significativamente ..."
- ^ Kagan 1997b , p. 507.
- ^ Geller y col. 1997 , pág. 1617; Geller 1997 , §2.3, pág. 427; Console 2001 , pág. 261.
- ↑ Por ejemplo, la afirmación más famosa de una predicción exitosa es la del terremoto de Haicheng de 1975 ( ICEF 2011 , p. 328), y ahora aparece como tal en los libros de texto ( Jackson 2004 , p. 344). Un estudio posterior concluyó que no había una predicción válida a corto plazo ( Wang et al. 2006 ). Consulte la predicción de terremotos .
- ^ "Mapas nacionales de peligros sísmicos" . Encuesta geológica de los Estados Unidos. 25 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 10 de agosto de 2016 . Consultado el 1 de septiembre de 2016 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ Reid 1910 , p. 22; ICEF 2011 , pág. 329.
- ^ Wells & Coppersmith 1994 , Fig.11, p. 993.
- ^ Zoback 2006 proporciona una explicación clara. Evans 1997 , §2.2 también proporciona una descripción del paradigma de la "criticidad autoorganizada" (SOC) que está desplazando el modelo de rebote elástico.
- ^ Castellaro 2003
- ^ Estos incluyen el tipo de roca y la geometría de la falla.
- ^ Schwartz y Coppersmith 1984 ; Tiampo y Shcherbakov 2012 , pág. 93, §2.2.
- ^ Bakun y Lindh 1985 , p. 621.
- ^ Jackson y Kagan, 2006 .
- ^ Scholz 2002 , p. 284, §5.3.3; Kagan y Jackson 1991 , págs. 21.419; Jackson y Kagan 2006 , pág. S404.
- ^ Kagan y Jackson , 1991 , págs. 21.419; McCann y col. 1979 ; Rong, Jackson y Kagan 2003 .
- ^ Lomnitz y Nava 1983 .
- ^ Rong, Jackson y Kagan 2003 , p. 23.
- ^ Kagan y Jackson 1991 , Resumen.
- ^ Field y col. 2013 , pág. 2.
- ^ Para obtener una lista de métricas de evaluación disponibles a partir de 2013, consulte la Tabla 11 en Field et al. 2013 , pág. 52.
- ^ Siguiendo la práctica sismológica estándar, todas las magnitudes de terremotos aquí son según la escala de magnitud de momento . Esto es generalmente equivalente a la escala de magnitud de Richter más conocida.
- ^ Field y col. 2013 , pág. 2.
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