Pronóstico de terremotos

La predicción de terremotos es una rama de la ciencia de la sismología que se ocupa de la evaluación probabilística del riesgo sísmico general de los terremotos , incluida la frecuencia y la magnitud de los terremotos dañinos en un área determinada durante años o décadas. ^[1] Si bien la previsión generalmente se considera un tipo de predicción , la previsión de terremotos a menudo se diferencia de la predicción de terremotos . La previsión de terremotos estima la probabilidad de terremotos en un período de tiempo y una región específicos, mientras que la predicción de terremotos intenta señalar el momento exacto, la ubicación y la magnitud de un terremoto inminente, lo que actualmente no se puede lograr de manera confiable. Wood y Gutenberg (1935). Kagan (1997b, §2.1) dice: "Esta definición tiene varios defectos que contribuyen a la confusión y la dificultad en la investigación de predicciones". Además de la especificación de tiempo, ubicación y magnitud, Allen sugirió otros tres requisitos: 4) indicación de la confianza del autor en la predicción, 5) la probabilidad de que ocurra un terremoto de todos modos como un evento aleatorio y 6) publicación en una forma que le dé a los fracasos la misma visibilidad que a los éxitos. Kagan y Knopoff (1987, p. 1563) definen la predicción (en parte) como "una regla formal por la cual la variedad de momentos sísmicos-espaciales disponibles de ocurrencia de terremotos se contrae significativamente...".</ref> ^[2] Tanto el pronóstico como la predicción de terremotos se distinguen de los sistemas de alerta de terremotos , los cuales, al detectar un terremoto, proporcionan una alerta en tiempo real a las regiones que podrían verse afectadas.

En la década de 1970, los científicos eran optimistas respecto de que pronto se encontraría un método práctico para predecir terremotos, pero en la década de 1990, los continuos fracasos llevaron a muchos a cuestionar si era siquiera posible. ^[3] No se han producido predicciones demostrablemente exitosas de grandes terremotos, y las pocas afirmaciones de éxito son controvertidas. ^[4] En consecuencia, muchos recursos científicos y gubernamentales se han utilizado para estimaciones probabilísticas del riesgo sísmico en lugar de para la predicción de terremotos individuales. Dichas estimaciones se utilizan para establecer códigos de construcción, estructuras de tarifas de seguros, programas de concienciación y preparación y políticas públicas relacionadas con eventos sísmicos. ^[5] Además de las previsiones regionales de terremotos, dichos cálculos del riesgo sísmico pueden tener en cuenta factores como las condiciones geológicas locales. El movimiento del suelo previsto puede utilizarse entonces para orientar los criterios de diseño de edificios. ^{[ cita requerida ]}

Los métodos de predicción de terremotos generalmente buscan tendencias o patrones que conduzcan a un terremoto. Como estas tendencias pueden ser complejas e involucrar muchas variables, a menudo se necesitan técnicas estadísticas avanzadas para comprenderlas, por lo que a veces se las llama métodos estadísticos. Estos enfoques tienden a tener períodos de tiempo relativamente largos, lo que los hace útiles para la predicción de terremotos.

Incluso la roca más rígida no es perfectamente rígida. Si se aplica una gran fuerza (como la que se da entre dos inmensas placas tectónicas que se mueven una sobre la otra), la corteza terrestre se doblará o deformará. Según la teoría del rebote elástico de Reid (1910), con el tiempo la deformación (tensión) se vuelve lo suficientemente grande como para que algo se rompa, normalmente en una falla existente. El deslizamiento a lo largo de la falla (un terremoto) permite que la roca de cada lado rebote a un estado menos deformado. En el proceso, se libera energía en diversas formas, incluidas las ondas sísmicas. ^[6] El ciclo de fuerza tectónica que se acumula en la deformación elástica y se libera en un rebote repentino se repite. Como el desplazamiento de un solo terremoto varía de menos de un metro a alrededor de 10 metros (para un terremoto de magnitud 8), ^[7] la existencia demostrada de grandes desplazamientos de rumbo de cientos de millas muestra la existencia de un ciclo sísmico de larga duración. ^[8]

Las fallas sísmicas más estudiadas (como la falla de Nankai , la falla de Wasatch y la falla de San Andrés ) parecen tener segmentos distintos. El modelo característico de terremotos postula que los terremotos generalmente están restringidos dentro de estos segmentos. ^[9] Como las longitudes y otras propiedades ^[10] de los segmentos son fijas, los terremotos que rompen toda la falla deberían tener características similares. Estas incluyen la magnitud máxima (que está limitada por la longitud de la ruptura) y la cantidad de tensión acumulada necesaria para romper el segmento de falla. Dado que los movimientos continuos de las placas hacen que la tensión se acumule de manera constante, la actividad sísmica en un segmento dado debería estar dominada por terremotos de características similares que se repiten a intervalos algo regulares. ^[11] Para un segmento de falla dado, la identificación de estos terremotos característicos y el cronometraje de su tasa de recurrencia (o, por el contrario, el período de retorno ) debería informarnos sobre la próxima ruptura; este es el enfoque generalmente utilizado para pronosticar el peligro sísmico. Los períodos de retorno también se utilizan para pronosticar otros eventos raros, como ciclones e inundaciones, y suponen que la frecuencia futura será similar a la frecuencia observada hasta la fecha.

La extrapolación de los terremotos de Parkfield de 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 y 1966 permitió pronosticar un terremoto alrededor de 1988, o antes de 1993 a más tardar (con un intervalo de confianza del 95 %), basándose en el modelo característico de terremotos. ^[12] Se instalaron instrumentos con la esperanza de detectar precursores del terremoto previsto. Sin embargo, el terremoto previsto no ocurrió hasta 2004. El fracaso del experimento de predicción de Parkfield ha suscitado dudas sobre la validez del propio modelo característico de terremotos. ^[13]

En el punto de contacto en el que dos placas tectónicas se deslizan una sobre la otra, todas las secciones deben deslizarse en algún momento, ya que (a largo plazo) ninguna se queda atrás. Pero no todas se deslizan al mismo tiempo; las diferentes secciones estarán en diferentes etapas del ciclo de acumulación de tensión (deformación) y rebote repentino. En el modelo de brecha sísmica, el "próximo gran terremoto" no debería esperarse en los segmentos donde la sismicidad reciente ha aliviado la tensión, sino en las brechas intermedias donde la tensión no aliviada es mayor. ^[14] Este modelo tiene un atractivo intuitivo; se utiliza en pronósticos a largo plazo y fue la base de una serie de pronósticos circumpacíficos ( Pacific Rim ) en 1979 y 1989-1991. ^[15]

Sin embargo, ahora se sabe que algunas suposiciones subyacentes sobre las brechas sísmicas son incorrectas. Un examen minucioso sugiere que "puede que no haya información en las brechas sísmicas sobre el momento de ocurrencia o la magnitud del próximo gran evento en la región"; ^[16] las pruebas estadísticas de los pronósticos circumpacíficos muestran que el modelo de brecha sísmica "no predijo bien los grandes terremotos". ^[17] Otro estudio concluyó que un largo período de calma no aumentaba el potencial sísmico. ^[18]

El Pronóstico Uniforme de Rupturas Sísmicas de California 2015, Versión 3 , o UCERF3 , es el último pronóstico oficial de rupturas sísmicas (ERF) para el estado de California , que reemplaza al UCERF2 . Proporciona estimaciones autorizadas de la probabilidad y la gravedad de rupturas sísmicas potencialmente dañinas en el largo y corto plazo. La combinación de esto con modelos de movimiento del suelo produce estimaciones de la gravedad del temblor de tierra que se puede esperar durante un período determinado ( peligro sísmico ) y de la amenaza al entorno construido ( riesgo sísmico ). Esta información se utiliza para informar el diseño de ingeniería y los códigos de construcción, la planificación para desastres y la evaluación de si las primas de seguro contra terremotos son suficientes para las posibles pérdidas. ^[19] Se puede calcular una variedad de métricas de riesgo ^{[20] con UCERF3; una métrica típica es la probabilidad de un terremoto de magnitud [21]} M 6,7 (el tamaño del terremoto de Northridge de 1994 ) en los 30 años (vida típica de una hipoteca) desde 2014.

El UCERF3 fue preparado por el Grupo de Trabajo sobre Probabilidades de Terremotos de California (WGCEP), una colaboración entre el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), el Servicio Geológico de California (CGS) y el Centro de Terremotos del Sur de California (SCEC), con una importante financiación de la Autoridad de Terremotos de California (CEA). ^[22]