Fig. 1 Ejemplo de variaciones en elevación, concentración de radón , campo magnético y resistividad que antecedieron al terremoto de Tangshan (28 de julio de 1976, M=7.8)
Fig.2 Ejemplo de Patrón de Dona observado en región de Takai, Japón
F. Ramón Zúñiga y Dávila-Madrid
Instituto de Geofísica, UNAM
¿Podría alguna vez suceder que, aunado al pronóstico del tiempo, en los noticiarios se incluyeran los pronósticos relativos a la actividad sísmicao volcánica en el país? ¿Cuales serían las consecuencias sociales de tales hechos? ¿Tenemos la capacidad científica y tecnológica para lograrlo? ¿Estamos preparados para afrontar este tipo de advertencias?
Aun cuando no podamos responder a todas las preguntas planteadas, tal vez podamos aclarar algunos dudas en cuanto a la factibilidad de efectuar predicciones sísmicas, así come acerca del estado del arte en este tipo de estudios.
Para poder seguir adelante, es necesario esclarecer qué es lo que entendemos por predicción en un contexto científico En general, se considera una predicción sísmica formal a aquélla en la que se indica el tiempo de ocurrencia, el sitio de ocurrencia (con la profundidad) y la dimensión (magnitud) del evento por ocurrir, Incluyerdo con todos estos parámetros una indicación del error o la Incertidumbre en cada valor dado; El tiempo de ocurrencia generalmente se proporciona como un intervalo en el que existe una determinada probabilidad de que ocurra el evento. Además, se deben especificar los métodos empleados y la justificación científica de su empleo.
Si bien lo anterior parece establecer reglas claras, la comunidad sismológica en el munndo se ha encontrado con grandes obstaculos al tratar de poner en marcha un dispositivo que permita la evaluación bajo términos estrictos de las predicciones emitidas por los diferentes grupos de investigación o individuos que para esto se han abocado. En los Estados Unidos, por ejemplo, se ha establecido un Consejo (Earthquake Prediction Evaluation Counsil) formado por acádémicos del más alto nivel que se encarga de evaluar y emitir dictámenes respecto de las predicciones sísmicas que afectan a ese país y que puedan presentar posibilidades de éxito.
Estudios Determinísticos y Estudios Probabilísticos
Ahora bien, ¿en qué nos podemos basar para emitir una predicción que pueda ser considerada confiable? Los estudios encaminados hacia la posible predicción de un evento pueden concentrarse en el mecanismo físico del evento, tratando de determinar todos y cada uno de los parárnetros involucrados en el, de manera que al conocer el fenómeno a fondo se pueda determinar la ocurrencia futura; o bien, pueden enfocar su atención en el comportamiento estadístico y en la probabilidad de ocurrencia de un evento, tratando al fenómeno como una serie de ocurrencias de eventos en el tiempo, con una distribución a determinarse. En muchos casos se hace uso de una combinación de ambas técnicas. Esto último es especialmente importante para aquellos estudios basados en la estadística, ya que el emitir conclusiones sin conocer las causas físicas del proceso de que se trate produciría resultados poco confiables.
En cuanto al proceso físico de un sismo, ciertos fenómenos relacionados con el esfuerzo al que están sometidas las rocas pueden ser observados antes de la ocurrencia del terremoto ya éstos se les conoce como fenómenos precursores. Muchas de estas manifestaciones han sido exploradas exhaustivameote por diversos grupos de investigación en varios países con resultados variados.
A continuación mencionaremos sólo algunos de los posibles indicadores de la inminencia de un sismo que han tenido éxito en ciertos casos. Este último punto es de suma importancia, pues es el principal defecto de que adolecen todas las técnicas hasta ahora utilizadas con fines predictivos, esto es, han resultado exitosas en ciertos casos, para algunas regiones con coridiciones específicas, mientras que en otros casos (aun en condiciones similares) han producido resultados negativos.
Parámetros de caráder físico-químico
Casos que han llamado la atención tanto por su éxito como por sus fracasos se han dado en China, Japón, los Estados Unidos, Grecia e, incluso, México, por nombrar algunos, Uno de éstos es el caso del terremoto de Haicheng, China, en 1975, el cual se ha llegado a considerar un éxito, pues una oportuna evacuación salvó la vida de los habitantes de varias poblaciones cercanas al foco del terremoto. Sin embargo, se ha determinado que la evacuación no fue producto de una predicción acertada per se sino de varias coincidencias afortunadas, incluido el hecho de haberse presentado evento sísmicos precursores de características claras en una zona carente de actividad reciente, hecho que ocasionó una movilización tanto de los habitantes de comunidades cercanas, como del personal del Servicio Sismológico Chino. Sin embargo, por lo anterior este caso no es considérado por muchos un éxito en predicción sísmica.
Ahora bien, las manifestaciones físicas relacionadas con los cambios en el estado de esfuerzos van desde los cambios en el campo eléctrico natural de las rocas, hasta variaciones en el nivel de agua de pozos, pasando por anormalidades en el comportamiento animal, cambios en las emanaciones naturales de diversos gases tales como el radón, deformacion de la corteza (medida de varias formas, incluyendo variaciones en la aceleración de la gravedad en la zona), variaciones de temperatura en aguas subterráneas, cambios en la coloración infraroja, etc, Algunos ejemplos de observaciones relacionadas con el terremoto de Tangshan, China, en 1976, se muestran en la Figura 1.
Fenómenos Relacionados con la Sismicidad
Otro tipo de fenómenos que han sido de gran utilidad para evaluar la posibilidad de una predicción son las variaciones en espacio o en tiempo de algunos fenomenos relacionados con la sismicidad de la zona. Entre éstos se encuentran los llamados patrones de sismicidad.
Los patrones de sismicidad se refieren a los cambios que pueden tener lugar en el número y características de los sismos (generalmente pequeños) que normalmente ocurren en una zona, y que se pueden presentar con cierta anterioridad a la ocurrencia de un macrosismo. Sin embargo, el problema en este caso es determinar cuál es el nivel "normal" de actividad sísmica. Esto es un problema debido a que en la mayoría de los casos no se cuenta con una capacidad de detección adecuada, por falta de equipo de detección en la zona.
Aun en los casos en los que se cúenta con el equipo suficiente puede ocurrir que la historia de detección sea insuficiente (Ios aparatos hah estado funcionando por un tiempo corto en relación a las posibles variaciones ambientales de sismicidad que se podría a considerar normales). A esto se aúna el problema que causan cambios en la cantidad y localización de los aparatos que forman parte de las redes de detección, así como cambios en las técnicas empleadas en los cálculos. Estos cambios pueden ocasioaar que una variación en sismicidad que pudiera atribuirse a un estado de preparación de un macrosismo en realidad se deba a un efecto artificial producto de variaciones en la detección.
| Fig. 1 Ejemplo de variaciones en elevación, concentración de radón , campo magnético y resistividad que antecedieron al terremoto de Tangshan (28 de julio de 1976, M=7.8) | Fig.2 Ejemplo de Patrón de Dona observado en región de Takai, Japón |
De cualquier manera, patrones de sismicidad que se utilizan frecuentemente en estudios de predicción, y que se ha observado que en ocasiones se presentan antes de la ocurrencia de un evento mayor, incluyen:
patrón de dona: aumento de sismicidad en la periferia de una zona y disminución o' ausencia en el centro de ésta.
incremento de sismicidad: a nivel muy local.
migración de focos sísmicos: se puede observar a veces que los focos (y por ende los epicentros) de los sisrnos que normalmente ocurren dispersos en una zona parecen ocurrir cada vez más hacia una pequeña parte de dicha zona.
Cada uno de los patrones antes mencionados tiene implicaciones ea cuanto a los procesos que anteceden un sismo grande, así como a los cambios en el estado de esfuerzos de un volumen a punto de sufrir ruptura. Ejemplos de algunas de estas observaciones se muestran en las Figuras 2 y 3.
Además de lo anterior, existen otros fenómenos relacionados con la sismicidad que actualmente son motivo de escrutinio por su posibilidad de uso en predicción. Entre éstos están: la atenuación de las ondas sísmicas y el contenido de energía de alta frecuencia de microsismos.
Confiabilidad de los métodos de predicción
Hay varios puntos que deben ser considerados para conocer la confiabilidad tanto del método mismo como de la posible predicción. Dichos puntos son, a saber:
El número de aciertos logrados (aun; cuando sean a posteriori) en el historial sísmico de la zona.
El número de fallas del método para el mismo historial. Esto es, las veces que se presentó un evento sísmico significativo, sin que el método lo hubiera detectado.
El número de falsas alarmas. se debe cuantificar el número de vecesqúe el método emite una advertencia de evento futuro sin que éste se presenté en el lapso especificado.
Fig.3 Ejemplo de quietud sísmica, observada como un decremento en el número acumulatlvo de microsismos con respecto al tiempo, para dos zonas de la Falla de San Andrés, California
A la fecha, las técnicas más promisorias con las que se puede atacar el problema de "¿cuándo?" son aquéllas en las que se combina el uso de varias de ellas y se emplean métodos de observación en detalle, ya que otro problema (que puede influir rotundamente en los resultados de los métodos basados en las anomalías precursoras) es el factor de escala, pudiendo presentarse dichas anomalías en zonas muy locales, y perdiendo la resolución cuando se consideran promedios en regiones mayores.
Sin embargo, los avances logrados y el conocimiento adquirido nos permiten aseverar que llegará pronto el día que la posibilidad de anticipar la ocurrencia de un terremoto sea una realidad cotidiana.
Fuente: El Planeta vol.I Núm.32 Abril, 1991