Investigadores de geociencias de la Universidad de Massachusetts Amherst, Smith College y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre revelaron esta semana nuevas, Métodos basados ​​en GPS para modelar tsunamis inducidos por terremotos en el sureste de Japón a lo largo del canal Nankai. Es probable que un tsunami inducido por Nankai golpee allí en las próximas décadas, dice la autora principal Hannah Baranes en UMass Amherst, y tiene el potencial de desplazar cuatro veces la cantidad de personas afectadas por el tsunami masivo de Tohoku de 2011.

Ella y su asesor de doctorado Jonathan Woodruff, con el profesor de Smith College Jack Loveless y Mamoru Hyodo en los detalles del informe de la agencia japonesa en el actual Cartas de investigación geofísica . Baranes dice, "Esperamos que nuestro trabajo abra la puerta para aplicar técnicas similares en otras partes del mundo".

Como ella explica, después del terremoto y tsunami inesperadamente devastadores de 2011, El gobierno de Japón pidió una investigación de evaluación de peligros para definir los peores escenarios de terremotos y tsunamis del país. Baranes señala, "La directriz del gobierno ha centrado la atención en el canal de Nankai. Es una falla en la costa del sur de Japón que se prevé generará un terremoto de magnitud 8 a 9 en las próximas décadas".

La investigación del equipo, apoyado por la National Science Foundation y una beca de posgrado de la NASA, comenzó con un estudio de los sedimentos de los lagos costeros en Japón para establecer registros a largo plazo de inundaciones por tsunamis. Entre 2012 y 2014, Baranes y Woodruff recolectaron núcleos de sedimentos de lagos, buscando capas de arena marina arrastradas hacia la costa por inundaciones costeras extremas pasadas. "Estos depósitos de arena quedan atrapados y se conservan en el fondo de los lagos costeros, ", dice." Podemos visitar estos sitios cientos o incluso miles de años después y encontrar evidencia geológica de grandes inundaciones pasadas ".

Los resultados del lago Ryuuoo, un pequeño lago en una isla en el canal Bungo, muestran una sorprendente capa de arena arrastrada al lago Ryuuoo por el agua de mar que se precipita sobre una playa de barrera de 13 pies de altura. "Pudimos fechar la capa a principios del siglo XVIII, que es consistente con el conocido tsunami de Nankai Trough registrado en 1707, "Dice Baranes.

Ella agrega, "Estábamos un poco perplejos. El canal Bungo está ubicado entre dos de las islas principales de Japón y está relativamente protegido de los tsunamis generados por el canal Nankai. Dados los tsunamis recientes en la región, un tsunami mínimo de 13 pies en el canal parecía muy poco probable ". ella señala, el área del Canal Bungo tiene hoy mucha infraestructura crítica y sensible, incluida la única planta de energía nuclear en la isla de Shikoku. Esto dio a los investigadores una "especial preocupación" por el peligro de tsunami allí, por lo que decidieron investigar más su hallazgo original utilizando técnicas de modelado numérico.

Como explica Baranes, un terremoto es causado por placas que se deslizan unas sobre otras a lo largo de fallas en la corteza terrestre. Ese deslizamiento hace que la superficie de la tierra se deforme, levantarse en algunos lugares y hundirse, o desaparecer, en otros. "Cuando se produce un levantamiento inducido por un terremoto en el fondo del mar, desplaza toda la columna de agua sobre él y genera la ola que llamamos tsunami, ", agrega." Podemos simular ese proceso con modelos numéricos ".

Ella y Woodruff intentaron usar uno de los modelos más citados para el terremoto de 1707 Nankai Trough para inundar el lago Ryuuoo, pero esto solo generó un tsunami de seis pies que no llegó ni cerca de sobrepasar la barrera de playa de 13 pies.

"En ese punto, todavía estábamos perplejos, "dice Baranes." Pero no pasó mucho tiempo antes de que tuviéramos un golpe de buena suerte al saber que un destacado experto en modelado tectónico en Japón, Jack sin amor es un profesor en Smith College ". Loveless utiliza mediciones GPS muy precisas del movimiento de la superficie de la tierra para modelar la extensión y distribución espacial del bloqueo por fricción que hace que la tensión de falla se acumule entre terremotos.

Con Loveless, el equipo creó escenarios de terremotos basados ​​en estimaciones de GPS del bloqueo por fricción actual a lo largo del canal Nankai y, por primera vez, probó métodos rigurosamente probados para crear posibles escenarios futuros de terremotos a partir de las mediciones de GPS. Probaron varios métodos para crear un conjunto de escenarios de terremotos basados ​​en GPS y simularon el desplazamiento de la superficie del suelo resultante y la inundación del tsunami.

Baranes informa que encontraron que las mediciones de GPS del movimiento de la superficie terrestre actual alrededor del canal de Nankai produjeron un terremoto de magnitud y extensión similar al evento de 1707, y sus alturas de tsunami simuladas son consistentes con los relatos históricos del evento de 1707. En cuanto a igualar el registro geológico del lago Ryuuoo, ella agrega, "Nuestros escenarios modelo de terremotos mostraron que la región del canal Bungo se hundió siete pies y la playa de barrera del lago Ryuuoo descendió de 13 a seis pies, de modo que un tsunami con una altura factible para una región del interior inundó fácilmente el lago ".

Woodruff, que realizó el estudio como parte de una beca Fulbright, dice, "Aunque nuestra metodología fue bien recibida, Nuestro resultado para el Canal Bungo fue recibido con mucho escepticismo. Necesitábamos encontrar un método independiente para validarlo ". Reclutaron a Hyodo, que previamente había publicado escenarios de terremotos basados ​​en modelos de las características físicas de Nankai Trough. Su modelo físico produjo el mismo hundimiento enfocado en el Canal Bungo, Woodruff informa.

Baranes agrega, "Su modelo también fue consistente con nuestro modelo basado en GPS en términos de magnitud de terremoto, Desplazamiento de la superficie del suelo e inundaciones por tsunamis. Este fue un resultado realmente bueno porque, además de proporcionar una línea independiente de evidencia de un peligro de tsunami significativo en el canal Bungo, demostramos una conexión entre las características físicas de Nankai Trough y las mediciones GPS del movimiento de la superficie ".