El estudio se publica en la revista Seismological Research Letters.
Los terremotos ocurrieron en la cuenca central del lago Erie cerca de Conneaut, Ohio; dos de los terremotos registraron una magnitud de 4,0, mientras que el resto fueron menores. Si bien los terremotos menores no son infrecuentes en el noreste de Estados Unidos, este fue el primer enjambre de terremotos que se sabe que ocurrió cerca del lago Erie, donde tal actividad se consideraba rara o inexistente.
Inicialmente, los investigadores revisaron más de 25 conjuntos de datos geológicos y geofísicos para investigar si los terremotos podrían atribuirse a fallas preexistentes, estructuras de sal u otras formaciones subsuperficiales debajo del lago. Para probar la probabilidad de sismicidad inducida por fluidos, ejecutaron dos tipos de modelos:uno para comprender la respuesta de los materiales terrestres cerca de los terremotos a diversos cambios de presión y otro para simular los cambios de tensión en el área, y algunas de las simulaciones incluían La presión de poro aumenta o disminuye.
Para limitar mejor sus modelos, los investigadores también instalaron seis instrumentos en el fondo del lago y registraron la actividad sísmica durante casi nueve meses. Según los datos de los nuevos instrumentos, los terremotos parecen concentrarse cerca de una zona de tendencia norte-sur que se extiende 20 kilómetros al sur de las cercanías de Elk Creek, Ontario.
El estudio no encontró evidencia de fallas específicas, estructuras de sal o zonas de debilidad del subsuelo a profundidades consistentes con las ubicaciones del terremoto que podrían haber sido reactivadas por cambios de presión.
"La secuencia del terremoto aún no está explicada, pero podemos limitar algunas de sus características", dijo el autor principal del estudio, Yajing Liu, científico investigador del Departamento de Geología de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Buffalo. "Los estudios futuros se beneficiarían de monitorear la sismicidad local adicional y de instalar una matriz sísmica en el lago Erie para localizar mejor los terremotos".
Si bien no se conocen fallas activas en la cuenca del lago Erie que puedan haber causado los terremotos, los investigadores dicen que es posible que aún haya fallas sin descubrir capaces de producir pequeños terremotos.
Los científicos dicen que su estudio demuestra que no se pueden descartar procesos relacionados con fluidos como una causa potencial de los terremotos, aunque demostrar la conexión es un desafío. Una posibilidad, dicen, es que los niveles de agua del lago puedan influir.
El lago Erie es un lago poco profundo con una profundidad máxima de agua de 64 metros. Sus niveles de agua fluctúan naturalmente, y los registros del nivel del lago se remontan a principios del siglo XX. Durante los años húmedos, el nivel del agua aumenta, inundando los humedales de la región y aumentando el peso de la columna de agua en secciones profundas del lago. Este peso adicional puede aumentar la presión de los fluidos en las formaciones subterráneas. Además, los investigadores señalan que el momento de los terremotos (entre diciembre y febrero) es consistente con los niveles máximos históricos de los lagos que tienden a ocurrir a finales del invierno.
"Dado el gran cambio de volumen en el lago Erie, incluso un cambio relativamente pequeño en el nivel del lago puede crear un cambio significativo en la carga y la presión del fluido de los poros", dijo el coautor Hao Zhang, profesor de geología en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB.
Aunque los terremotos fueron pequeños, los investigadores dicen que la secuencia fue lo suficientemente grande como para sentirse en una región amplia. El terremoto de 2012 alcanzó un nivel de intensidad V, que es lo suficientemente fuerte como para causar daños a edificios más antiguos o mal construidos, y el terremoto de 2014 alcanzó un nivel de intensidad IV. Los investigadores señalan que estas intensidades pueden ser mayores si en la orilla del lago hay edificios fundados sobre sedimentos blandos.
"En las proximidades del lago Erie se encuentra la central nuclear de Perry y, más densamente, las turbinas eólicas construidas en el lago", dijo Zhang. "Aunque estas características de infraestructura están diseñadas para acomodar terremotos más grandes, se justifican estudios futuros sobre la sismicidad en esta región para mitigar cualquier riesgo".
