Los habitantes de Oklahoma no son ajenos a los caprichos de la madre naturaleza. Desde tornados e inundaciones hasta incendios forestales y tormentas invernales, el estado ve más de lo que le corresponde en los peligros naturales. Pero antes de 2009, "tierra firme" en Oklahoma significaba precisamente eso:los terremotos rara vez sacudían al estado.

Luego, después de décadas de tranquilidad sísmica donde el estado promedió menos de dos terremotos de magnitud 3 o más por año, Oklahoma de repente vio un fuerte repunte, a 20 terremotos de este tipo en 2009. En 2013, hubo 109 terremotos de este tipo. Desde entonces, los números se han disparado, alcanzando 903 en 2015 antes de caer el año pasado a 623. En el proceso, Oklahoma ha superado a California para convertirse en el más sísmicamente activo de los 48 estados más bajos de EE. UU.

En 2011, un terremoto de magnitud 5,7 y dos terremotos de magnitud 5,0 relacionados ocurrieron cerca de la ciudad de Praga en Oklahoma, causando daños y lesiones. Luego, el pasado 3 de septiembre, un terremoto de magnitud 5,8 se produjo a unas pocas millas al noroeste de la ciudad de Pawnee, población 2, 200. Ese temblor, que ocurrió en una falla previamente no mapeada, fue el más fuerte jamás medido por instrumentos en Oklahoma. Sacudió una gran área del centro-norte de Oklahoma y se sintió en todo el Medio Oeste y tan lejos como Phoenix y Pittsburgh.

Una historia de detectives sísmicos, Con satélites

Incluso antes de que la NASA estudiara el terremoto de Pawnee, Los estudios publicados desde fines del año pasado por el Servicio Geológico de Estados Unidos y otras instituciones sugirieron que el terremoto fue provocado por el hombre debido al aumento en la inyección de aguas residuales relacionadas con las operaciones petroleras. Los pozos de inyección colocan los fluidos bajo tierra en formaciones geológicas porosas, que los científicos creen que a veces pueden entrar en fallas enterradas que están listas para deslizarse.

Para arrojar más luz sobre la fuente del terremoto de Pawnee, un equipo dirigido por el geofísico Eric Fielding del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, utilizó datos sísmicos mejorados y análisis de imágenes satelitales para estimar con mayor precisión la ubicación y extensión de la falla responsable del terremoto, su hipocentro (el punto debajo de la superficie de la Tierra donde comenzó el terremoto) y sus réplicas, y medir cómo se movió la falla. Los resultados de su estudio se publicaron recientemente en Cartas de investigación sismológica .

Para ayudar a identificar qué falla se rompió y dónde comenzó el terremoto principal, El equipo de Fielding actualizó las ubicaciones de los terremotos publicados en un catálogo de réplicas del Servicio Geológico de Oklahoma. El catálogo incluía casi 2, 200 terremotos de magnitud superior a 1.0 dentro de unas 31 millas (50 kilómetros) del choque principal del 3 de septiembre.

Alrededor de Pawnee, las principales fallas están orientadas en dirección noreste o norte. Pero la mayoría de las réplicas del terremoto del 3 de septiembre ocurrieron a lo largo de una línea que se extiende de este a sureste desde el epicentro. Como se informó en estudios anteriores y confirmado por el equipo de Fielding, esto les dijo a los científicos que el choque principal no ocurrió en una falla previamente mapeada, pero en una nueva falla llamada Sooner Lake Fault.

Para determinar qué partes de la falla se deslizaron en el terremoto, El equipo de Fielding analizó los datos del radar de apertura sintética interferométrica (InSAR) de los satélites Copernicus Sentinel-1A y Sentinel-1B operados por la Agencia Espacial Europea y McDonald. Satélite RADARSAT-2 de Dettweiler and Associates Ltd. El equipo comparó los datos de InSAR de múltiples pasos elevados de satélites antes y después del choque principal para crear imágenes de deformación del suelo conocidas como interferogramas. El terremoto de Pawnee es el primer terremoto de Oklahoma que se observa utilizando datos de satélite de radar.

"Los satélites de radar nos permiten estudiar detalles de terremotos en fallas que no fueron mapeadas previamente y no llegan a la superficie, "Esto nos permite aprender más sobre los procesos que causan los terremotos", dijo Fielding.

Los interferogramas creados por el equipo a partir de los datos de InSAR mostraron que el suelo se deformó en un patrón consistente con el deslizamiento a lo largo de una falla con tendencia de este a sureste. Los interferogramas también mostraron que el terremoto no rompió la superficie de la Tierra, coherente con los informes de campo.

Viendo lo invisible:creación de modelos informáticos de una falla enterrada

A continuación, el equipo de Fielding ingresó la réplica y los datos de InSAR en una computadora para crear modelos de la ubicación probable de la falla y de qué partes de la falla se deslizaron durante el terremoto.

Su modelo preferido de la falla del lago Sooner calcula que se hunde verticalmente y tiene 11 millas (18 kilómetros) de largo y 9 millas (15 kilómetros) de ancho. El modelo también calcula que el movimiento en la falla tuvo lugar a más de 1.4 millas (2.3 kilómetros) debajo de la superficie. y que las partes que más se movieron estaban ubicadas a más de 4.5 kilómetros (2.8 millas). Estos hallazgos son consistentes con la ruptura de una falla principal que tiene lugar en una roca basal cristalina debajo de capas de rocas sedimentarias más superficiales.

Las pistas apuntan a un terremoto inducido por humanos

Los resultados del equipo muestran que el choque principal comenzó a una profundidad de aproximadamente 2,8 millas (4,5 kilómetros) por debajo de la superficie y se movió hacia abajo hasta una profundidad de al menos 6,2 millas (10 kilómetros) y quizás hasta 8,7 millas (14 kilómetros). en las rocas del basamento debajo de la capa sedimentaria. Esta dirección de ruptura hacia abajo es inusual para los terremotos naturales. La falla se deslizó horizontalmente alrededor de 2 pies (60 centímetros) a una profundidad de 7.5 millas (12 kilómetros).

"Nuestros resultados que muestran una ruptura de falla descendente son consistentes con un terremoto inducido por el hombre como resultado de la inyección de aguas residuales, en lugar de un terremoto causado naturalmente, "dijo Fielding.

Fielding dijo que la investigación puede ayudar a gestionar mejor la sismicidad inducida. "Al comprender cómo y dónde se inducen los terremotos mediante la inyección de aguas residuales, es posible que podamos mitigar su riesgo identificando zonas que deben evitarse para la inyección, " él dijo.

La misión NASA-ISRO SAR (NISAR), planeado para su lanzamiento en 2021, puede ayudar a los científicos a identificar las fallas responsables de los terremotos y aprender más sobre sus causas, tanto naturales como inducidos por el hombre. Proporcionará una cobertura frecuente de todas las áreas terrestres dos veces cada 12 días.