En la mañana del 4 de julio 2019, una serie de terremotos muy pequeños comenzaron a retumbar en el desierto de Mojave, no muy lejos de la ciudad de Ridgecrest, en el sur de California.

Nadie en ese momento sabía que se trataba de presagios que pronto serían seguidos por dos de los terremotos más grandes que azotaron California en más de 20 años. Un terremoto de magnitud 6,4 sacudió la región el 4 de julio, arrojar botellas de los estantes de las tiendas, rompiendo ventanas y cañerías de agua, agrietando una carretera y provocando evacuaciones.

Dos días y cientos de pequeños temblores después, un terremoto de magnitud 7.1 (casi 11 veces más poderoso) golpeó una falla diferente en la misma área, dejando atrás los fuegos, fugas en las líneas de agua y gas, y edificios y carreteras agrietados y forzando la evacuación de una instalación de armas navales más grande que Rhode Island.

El Servicio Geológico de EE. UU. Informa que aproximadamente la mitad de los terremotos más grandes registrados en California han sido precedidos por sismos previos. En todo el mundo, hay alrededor de un 6 por ciento de posibilidades de que cualquier terremoto se convierta en un terremoto seguido de un terremoto más grande en tres días, aunque esa probabilidad disminuye a medida que aumenta el tiempo desde el evento inicial.

Pero los presagios solo se reconocen en retrospectiva. "Un premonitorio es simplemente un terremoto seguido de un terremoto más grande:el principal, "explicó Paul Segall, profesor de geofísica en la Escuela de la Tierra de la Universidad de Stanford, Energía y Ciencias Ambientales (Stanford Earth). Generalmente, para que un terremoto anterior se considere un sismo anticipado, Los sismólogos también buscan que el epicentro esté en la misma área general que el sismo principal, a una distancia no mayor que unas pocas veces la longitud de la sección de falla que se movió durante el sismo principal.

Debido a que los temblores preceden a los terremotos más grandes, cada vez más frecuente a medida que se acerca el sismo principal, durante mucho tiempo han presentado la tentadora perspectiva de advertir de terremotos potencialmente dañinos. "Si pudiéramos determinar de alguna manera que un terremoto dado fue un premonitorio antes de que llegue el principal, que podría ser de gran utilidad, "Dijo Segall.

Los temblores surgen de fallas bruscas

Los científicos durante décadas han buscado comprender los procesos físicos que provocan los premonitorios, y por qué algunas secuencias de terremotos las tienen y otras no. Una de las principales teorías propone que los premonitorios son el resultado de una aceleración de los movimientos de deslizamiento a lo largo de una falla. Este movimiento, conocido como deslizamiento asísmico, desencadena pequeños terremotos a medida que se extiende a través de áreas cada vez más grandes de la falla y se acelera.

"La idea alternativa es una cascada de pequeños terremotos sin un deslizamiento sísmico, "dijo Segall, quien es el profesor Cecil H. e Ida M. Green en Geofísica. "Los terremotos redistribuyen el estrés dentro de la Tierra. En áreas donde el estrés aumenta, puede desencadenar otros terremotos. Esta cascada creciente eventualmente desencadena un evento que se convierte en el principal temblor ".

Investigaciones recientes de Segall y la sismóloga Camilla Cattania en el Revista de investigación geofísica:Tierra sólida sugiere que los premonitorios son de hecho impulsados ​​por la retroalimentación entre los dos. "Descubrimos que ambos mecanismos, el deslizamiento asísmico y la redistribución del estrés por pequeños terremotos, están en juego durante las secuencias de premonición, y se refuerzan entre sí. Una geometría de falla compleja permite deslizamientos asísmicos y anticipaciones simultáneas, "dijo Cattania, profesor asistente en el Departamento de Tierra del MIT, Ciencias atmosféricas y planetarias que trabajó en la investigación como científico investigador en Stanford.

Como muchos sistemas naturales, las fallas son fractales, lo que significa que son irregulares en todas las escalas. "Cuando los dos lados de una falla irregular se deslizan uno al lado del otro, algunas partes de los lados de la falla están presionadas juntas, formando parches pegados, "Explicó Cattania." Los temblores representan la ruptura de estos parches atascados ". Estas rupturas aumentan el estrés en las áreas circundantes, "desenganchando" gradualmente la falla y provocando que se acelere un deslizamiento sísmico. "Deslizamiento asísmico más rápido, Sucesivamente, hace hincapié en los parches sísmicos cercanos y provoca más sismos. Esta retroalimentación positiva provoca una expansión de la región de deslizamiento y premoniciones cada vez más frecuentes. que conduce al choque principal, " ella dijo.

Según Cattania, esto significa que la rugosidad de la falla es, por lo tanto, la causa subyacente de la retroalimentación entre los premonitorios y el deslizamiento asísmico. Ella dijo, "Dado que todas las fallas son difíciles, Es probable que el deslizamiento sísmico y asísmico coexistan durante la mayoría de las secuencias de premonición. Los mecanismos clásicos propuestos para el premontaje, ya sea impulsado por un deslizamiento asísmico o una cascada completamente sísmica, cada uno captura parte del proceso, pero no son mutuamente excluyentes ".

Simular secuencias de terremotos

La evidencia de la idea de los premonitorios resultantes de una combinación de deslizamiento asísmico acelerado y cascadas de pequeños terremotos proviene de modelos informáticos. Cattania y Segall establecieron simulaciones numéricas de ciclos sísmicos en fallas rugosas, con geometría consistente con datos de campo y laboratorio.

Las simulaciones del equipo mostraron premonitorios que se aceleraron antes del terremoto principal, coherente con los patrones observados en los promedios de datos de premoniciones del mundo real, un testimonio de la precisión del modelo. En el futuro, Es posible que las predicciones del modelo se puedan utilizar para obtener nuevos conocimientos sobre las secuencias de premonición a partir de conjuntos de datos existentes y descubrir instancias de deslizamiento asísmico que se hayan perdido o malinterpretado anteriormente. "Nuestros resultados proporcionan una interpretación física de los premonitorios, ", Dijo Cattania." Pero queda mucho trabajo por hacer antes de que este conocimiento pueda traducirse en pronósticos ".