A última hora del 31 de agosto de 1886, mientras muchas personas dormían, un gran terremoto sacudió Charleston, Carolina del Sur y la región circundante, derribando edificios, pandeando vías de ferrocarril y provocando que la arena "hirviera" o burbujeara por licuefacción. Cuando cesó el temblor, aproximadamente 2.000 estructuras habían resultado dañadas y al menos 60 personas habían perdido la vida.
El terremoto de Charleston de 1886 fue uno de los más poderosos que azotó el este de los Estados Unidos y se sintió en lugares tan lejanos como Boston, Chicago y Nueva Orleans. Desde 1670, cuando los europeos se establecieron por primera vez en Charleston, hasta ese momento, la región sólo experimentó actividad sísmica menor ocasionalmente.
Mientras las réplicas sacudían la región, geólogos e ingenieros acudieron corriendo al campo, tomando notas detalladas y tomando fotografías de los daños. Sus observaciones capturaron las perturbaciones del suelo con un detalle impresionante, pero los científicos aún no entendían completamente la relación entre los terremotos y las fallas, por lo que no pudieron reconstruir la historia completa.
"El momento del terremoto de Charleston fue único", dijo Susan Hough, sismóloga del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). "Si hubiera ocurrido 75 años antes, habríamos tenido menos científicos capacitados y capaces de entrar en acción. Si hubiera sucedido diez años después, los sismogramas probablemente habrían registrado el temblor."
Más de un siglo después del terremoto, Hough y Roger Bilham, miembro de CIRES y científico investigador de CU Boulder, siguieron el rastro, basándose en los registros originales y en intentos más recientes de reconstruir la historia del mortal terremoto.
"Aunque se habían identificado una docena de posibles fallas debajo de los pantanos que rodean a Charleston, la falla real que se rompió en el terremoto sigue siendo un misterio", dijo Bilham.
La búsqueda del equipo a través de documentos históricos generó nuevos e interesantes descubrimientos sobre el terremoto de Charleston, desde la falla que puede ser responsable hasta la magnitud y la deformación del terreno.
Su trabajo, publicado en una serie de cuatro artículos en 2023 y 2024, proporciona un ejemplo de cómo los científicos pueden utilizar documentos históricos para descubrir las capas de otros misterios geológicos. Y en el interior de las placas continentales, donde la actividad sísmica es menos frecuente, el trabajo puede ayudar a las comunidades a evaluar mejor su riesgo de futuros terremotos.
Hough y Bilham comenzaron su investigación sobre el terremoto de Charleston profundizando en los relatos escritos del evento, incluidos los de Earle Sloan, un ingeniero de minas que tomó notas y mediciones meticulosas de los daños a tres ferrocarriles que partían de Charleston. Sospechaban que en las notas de Sloan había pistas que podrían ayudarles a identificar la falla responsable del terremoto.
Pero primero tuvieron que superar algunos obstáculos.
"Convertir los números en una historia convincente resultó ser una pesadilla", explicó Bilham. "Las notas de 1886 incluían inadvertidamente errores de entrada y tipográficos que cambiaban las posiciones de las hebillas indiscriminadamente de un lado a otro."
En 2022, el equipo viajó a Charleston con la esperanza de solucionar el problema. Se centraron en una sección de la vía férrea en Summerville donde se habían reportado graves perturbaciones en la vía en 1886. Bilham sugirió que usaran métodos GPS para establecer las ubicaciones de las observaciones, que Sloan había contado usando hitos ferroviarios.
Para su sorpresa, los científicos identificaron un desplazamiento de 4,5 metros (14,8 pies) hacia la derecha en lo que debería ser una milla de vía en línea recta. Al principio, los científicos no podían creer el tamaño del desplazamiento, pero tras una lectura más cercana de las notas de Sloan, descubrieron que él también había descrito un desplazamiento en el mismo lugar. El desplazamiento probablemente significó que se había movido una falla debajo de las vías. Los geólogos modernos habían identificado la falla de Summerville en ese lugar, pero nadie la había relacionado con el terremoto de 1886.
"Fue un momento fortuito que abrió una dimensión completamente nueva al proyecto", dijo Hough.
Cuando miraron mapas históricos de la zona, Bilham y Hough también descubrieron que Summerville parecía haberse elevado 1 metro (3,3 pies) después del terremoto, mientras que los muelles en el cercano Fuerte Dorchester habían permanecido intactos desde su construcción en el siglo XVII. Los hallazgos confirmaron que algo trascendental había ocurrido cerca de Summerville en 1886.
Para identificar la falla responsable del terremoto de Charleston de 1886, los científicos construyeron un modelo matemático de ruptura para el movimiento en la falla de Summerville que podría explicar tanto la evidencia arqueológica como geológica, incluido el desplazamiento correcto en las vías del ferrocarril y el levantamiento en Summerville. P>
Bilham y Hough descubrieron que el movimiento a lo largo de una falla de Summerville que se inclina hacia el oeste podría explicar por qué la ciudad está situada a mayor altura que los pantanos circundantes. El modelo apuntó a una magnitud de 7,3, lo que concuerda con la gran superficie "sentida" del terremoto y con estimaciones anteriores. Publicaron sus resultados en The Seismic Record en 2023.
"Resulta que se pueden juntar las piezas para identificar la falla que causó el terremoto y generar un modelo detallado de cómo se rompió", dijo Hough. "Era la primera vez que alguien hacía eso para el terremoto de Charleston."
Después de identificar al posible culpable, Hough y Bilham volvieron a centrar su atención en los impactos en el suelo. Utilizando la ubicación de la falla, simularon cómo podrían haber sido los temblores en diferentes lugares y compararon los resultados con las observaciones de los registros antiguos. La comparación, que fue publicada en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América en enero de 2024, respalda la magnitud propuesta de 7,3.
Bilham continuó investigando los documentos históricos para descubrir por qué las vías del ferrocarril a 20 millas de Summerville se habían torcido y destrozado.
"Fue una tarea monumental", dijo Hough. "Era como si Sloan le hubiera pasado la antorcha a través de los tiempos a Roger".
Una fotografía antigua, tomada el día después del terremoto de Charleston, mostraba lo que parecía ser un desvío de una vía de ferrocarril donde cruzaba un pantano bajo. Muchos científicos utilizaron la foto para inferir fallas en el área.
Los científicos construyeron una vista virtual en 3D de las vías deformadas del ferrocarril utilizando mediciones precisas de mil puntos en la fotografía original, que había sobrevivido en los archivos del Museo de Charleston. El trabajo llevó a otra conclusión sorprendente:las vías combadas alrededor de Charleston habían registrado colectivamente la contracción y compresión de las ondas sísmicas que se propagaban desde el epicentro del terremoto.
"Pudimos demostrar que se produjeron deformaciones en todas partes, que la línea se había comprimido más de lo permitido por sus juntas de expansión y que la línea se había partido donde se habían roto los pernos de expansión", dijo Bilham.
El trabajo también fue publicado en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América .
Los esfuerzos de Hough y Bilham muestran que incluso después de 137 años, los científicos todavía pueden aprender cosas nuevas sobre el terremoto de Charleston y contribuir a una comprensión más amplia de la actividad sísmica en la región.
"Charleston es un ladrillo en la pared", dijo Hough. "Ahora entendemos un evento en un lugar, pero aún queda mucho trabajo por hacer para reconstruir el panorama general".
Los terremotos intraplaca como el de Charleston se diferencian de sus homólogos, que ocurren cuando grandes trozos de la corteza terrestre rozan entre sí. No existe un patrón único que explique por qué ocurren y, a menudo, cada evento requiere una investigación única. Pero Hough espera que su trabajo inspire a los científicos a mirar más profundamente, hacia el pasado y el futuro.
"Existe una tendencia a asumir que todo el conocimiento está en Internet y fácilmente disponible", dijo Hough. "Nuestros esfuerzos confirman el valor que puede tener considerar las polvorientas fuentes de datos originales."
Más información: Roger Bilham et al, Static and Dynamic Strain in the 1886 Charleston, South Carolina, Earthquake, Boletín de la Sociedad Sismológica de América (2024). DOI:10.1785/0120240025
Susan E. Hough et al, The 1886 Charleston, Carolina del Sur, Earthquake:Intensities and Ground Motions, Boletín de la Sociedad Sismológica de América (2024). DOI:10.1785/0120230224
Roger Bilham et al, Terremoto de 1886 en Charleston, Carolina del Sur:la compensación del ferrocarril reliquia revela ruptura, El registro sísmico (2023). DOI:10.1785/0320230022
Información de la revista: Boletín de la Sociedad Sismológica de América
Proporcionado por la Universidad de Colorado en Boulder
