El enigma del sismo del 19 de Septiembre de 2017 en México

 

Solo el 16% de la energía que fue liberada por el sismo de 7.1Mw  se convirtió en ondas sísmicas, que son responsables por el daño. Sin embargo, el sismo produjo la sacudida de roca madre más fuerte jamás registrada. Si más de su energía se hubiera transformado en ondas, su efecto habría sido mucho mayor.

 

Aron Mirward, Temblor, Inc. www.temblor.net

El sismo de magnitud 7.1, que azotó la Ciudad de México el 19 de Septiembre de 2017, causó una gran devastación en la ciudad y sus alrededores. Murieron 369 personas, se derrumbaron 57 edificios y un número mucho mayor resultó gravemente dañado.

Un estudio reciente llevado a cabo sismólogos de la UNAM, encontró que el sismo del 2017 en México fue muy ‘ineficiente’. ¿Qué significa esto y cómo se relaciona con otros sismos en México?

¿Qué hace especial al sismo del 19 de Septiembre de 2017?

El sismo de 2017 ha causado la mayor sacudida (técnicamente, la mayor aceleración de suelo) que jamás se haya medido en Ciudad Universitaria (CU), un sitio de roca firme al sur de la Ciudad de México (57).

Otra particularidad es que ocurrió muy cerca de la ciudad, a solo 118 kilómetros, mientras que la mayoría de los grandes sismos se originan en la costa del Pacífico, a unos 300 kilómetros de distancia. Por otra parte, la ruptura se presentó a 57 kilómetros de profundidad, bastante más abajo que la mayoría de los grandes sismos en México, que se presentan en los primeros 30 kilómetros.

Como mostramos en el mapa de arriba, ocurren sismos al interior de la placa tectónica que se está deslizando debajo de México. Estos sismos ‘intraplaca’ han ocurrido a una profundidad de entre 40 y 80 kilómetros. Aunque los sismos intraplaca son menos frecuentes, representan un serio riesgo sísmico en México. Los investigadores han estimado que los sismos intraplaca y los sismos costeros tienen un potencial destructivo similar (Singh et. al., 2015).

Pero hay un problema: Los sismólogos ni siquiera tenemos claro cómo es que pueden ocurrir los sismos a tanta profundidad.

La roca fluye por debajo de los 30 kilómetros de profundidad

En la superficie de la tierra, las rocas son duras y frágiles. Eso significa que si se aplica suficiente fuerza, se rompen. Así es como se disparan la mayoría de los sismos. Las tensiones se acumulan en la roca hasta que ésta se rompe, y la violencia del deslizamiento de las dos superficies de la falla es la que genera las ondas sísmicas.

A profundidades de más de 30 kilómetros, la roca se comporta de manera diferente, debido a la alta temperatura y a la gran presión que hay allá. Si se aplican tensiones, las rocas se reacomodan mediante una deformación tipo flujo, como le pasa a una goma de mascar cuando la mordemos. Bajo estas condiciones es que es difícil imaginar cómo es que se pueden llegar a producir rupturas y deslizamientos lo suficientemente violentos como para desencadenar sismos desde esas profundidades. Pero los sismos profundos si ocurren, y los sismólogos aún estamos buscando una explicación.

Simulando el sismo

En nuestro estudio, simulamos el proceso de ruptura y deslizamiento del sismo del 2017.

Conocíamos solamente el punto de origen del sismo y el movimiento que causó en la superficie y quisimos saber todo el proceso de la ruptura. Para lograr modelar el fenómeno respectando sus leyes físicas, tuvimos que utilizar procedimientos novedosos para resolver las ecuaciones que gobiernan la ruptura, el deslizamiento y la propagación de ondas hacia la superficie de la tierra.

En el video que sigue, se muestra el resultado de una simulación, donde se puede ver cómo se propaga la ruptura a lo largo de la falla.


Esta animación muestra la velocidad de deslizamiento a lo largo del plano de ruptura. Al principio, solo una pequeña parte de la roca se ha roto. Luego, la roca se va desgarrando a partir del punto inicial, y el consecuente deslizamiento es el que causa las ondas sísmicas.

Usando modelos como el que se muestra en el video, evaluamos la energía liberada por el sismo. El resultado de este análisis fue una sorpresa: solo el 16% de la energía liberada por el sismo se convirtió en ondas sísmicas. Eso significa que el temblor que se sintió obedeció tan solo a una pequeña parte de la energía total del sismo. ¡Y aun así, fue suficiente para producir la mayor aceleración medida hasta ahora en CU!

¿Pero, qué pasó con el restante 84%?

Probablemente, el resto de la energía se convirtió en calor en la zona de falla. Teniendo en cuenta el tipo de rocas que se encuentran en el sitio donde ocurrió el sismo, supusimos que es probable que la roca se podría haberse derritada. Esta posibilidad nos permite formular una explicación de la física de los sismos profundos (Prieto et. al., 2012). Recuerda que no sabemos exactamente cómo es que pueden ocurrir sismos más allá de los 30 kilómetros de profundidad.

La posible explicación es que la roca, a esas profundidades, no se rompe de la misma manera como lo haría en la superficie. En cambio, una capa delgada de roca se derrite repentinamente y permite el deslizamiento violente, causando las ondas sísmicas. Esto puede suceder por la variabilidad local de las condiciones de las rocas. Por ejemplo, si una capa de roca es un poco más débil que su entorno, se deformará más, causando que se caliente y finalmente se derrita. Desde luego, ésta es solo una hipótesis que debe ser probada más a fondo. Por el momento, podemos decir que es consistente con nuestros resultados.

¿Qué esperar en el futuro?

Conocer el mecanismo exacto de los sismos intraplaca nos ayudará a evaluar mejor su riesgo. Mientras tanto, tendremos que confiar en la información estadística. El Dr. Singh y sus colaboradores calcularon que el periodo de retorno de sismos como éste es de alrededor de 150 años, sólo en ese punto epicentral (Singh et. al., 2018). Es decir, se puede esperar que un evento intraplaca que cause daños similares en la Ciudad de México ocurra en promedio cada 150 años.

¡Pero no debes bajar la guardia! Recuerda que, hasta hoy, no existe ninguna tecnología que nos permita predecir cuándo o dónde ocurrirá un sismo.

Artículos relacionados: Sismo como el del 19S de 2017 podría volver a ocurrir según un estudio.

Referencias:

temblor.net

Mirwald, A., Cruz-Atienza, V. M., Díaz-Mojica, J., Iglesias, A., Singh, S. K., Villafuerte, C., & Tago, J. (2019), The September 19, 2017 (MW 7.1), intermediate-depth Mexican earthquake: a slow and energetically inefficient deadly shock. DOI: 10.1029/2018GL080904, Geophysical Research Letters.

Prieto, G. A., Beroza, G. C., Barrett, S. A., López, G. A., & Florez, M. (2012). Earthquake nests as natural laboratories for the study of intermediate-depth earthquake mechanics. Tectonophysics570, 42-56.

Singh, S. K., Ordaz, M. & Iglesias, A. (2015). Intraslab versus interplate earthquakes as recorded in Mexico City: Implications for seismic hazard. Earthquake Spectra31(2), 795-812.

Singh, S. K., Reinoso, E., Arroyo, D., Ordaz, M., Cruz‐Atienza, V., X., Iglesias, A., Hjörleifsdóttir, V. (2018). Deadly intraslab Mexico earthquake of 19 September 2017 (M w 7.1): Ground motion and damage pattern in Mexico City. Seismological Research Letters89(6), 2193-2203.

2 comentarios

    • Anehab Baheba on 16 marzo, 2019 at 10:37 am
    • Responder

    muy buen articulo

    • Abraham on 31 marzo, 2019 at 8:23 am
    • Responder

    Super bien la información, amigable y con fundamentos.

Deja un comentario

Your email address will not be published.

error: El contenido está protegido.