Por qué los terremotos más grandes ocurren en fallas casi planas: la explicación científica

A una semana del doblete sísmico ocurrido en Venezuela, una reciente investigación trató de descifrar por qué los terremotos más grandes ocurren en fallas casi planas.

El estudio internacional identificó que las fallas de ángulo ultrabajo concentran la mayor probabilidad de generar terremotos gigantes, contradiciendo teorías clásicas. En otras palabras, se trata de grietas en la corteza terrestre que tienen una inclinación muy pequeña, casi planas.

La revisión de datos globales desde 1976 demostró que la geometría y la orientación de estas fallas respecto al campo de esfuerzos tectónicos —es decir, la dirección y la fuerza con que las placas del suelo se empujan entre sí— son determinantes para el crecimiento de los sismos. Este hallazgo, publicado en la revista Science Advances, redefine los métodos de monitoreo y alerta sísmica en regiones propensas a megaterremotos.

Qué es una falla de ángulo ultrabajo y por qué es relevante

Las fallas de ángulo ultrabajo son aquellas en las que la inclinación con respecto a la horizontal es inferior a 15°. Son zonas de ruptura de la corteza terrestre que están casi paralelas al suelo, con un ángulo muy pequeño hacia abajo.

En las zonas de subducción, donde una placa tectónica se desliza por debajo de otra —como si una lámina se metiera bajo otra—, estas fallas ofrecen una superficie de contacto extensa, lo que facilita la acumulación de energía.

Según el equipo liderado por Satoshi Ide, de la Universidad de Tokio y la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, este tipo de fallas ha estado presente en los terremotos más grandes de las últimas décadas, como los de Sumatra (2004), Maule (2010) y Tohoku-Oki (2011).

El estudio analizó más de 40 años de registros sísmicos del catálogo Global CMT (GCMT). La investigación demostró que la forma y la inclinación de estas fallas influyen directamente en la probabilidad de que un sismo pequeño se convierta en uno de gran magnitud, es decir, que crezca sin detenerse y cause daños severos.

Cómo se mide la probabilidad de que un terremoto pequeño se convierta en uno gigante

La probabilidad de que un sismo pequeño crezca hasta ser gigante se evalúa usando el valor b de la ley de Gutenberg-Richter. El “valor b” es una cifra que indica si en un lugar hay más terremotos pequeños o grandes. Si ese número es bajo, hay más posibilidad de que un temblor chico se transforme en uno muy fuerte.

Según el estudio, “el valor b es aproximadamente 1.1 para inclinaciones mayores a 30°, disminuyendo hasta alrededor de 0.65 para inclinaciones menores a 15°”.

“Un valor b de 0.65 es extremadamente bajo. Interpretando el valor b como la probabilidad de que un sismo pequeño crezca hasta ser grande, un valor tan bajo indica que las rupturas en fallas de ángulo ultrabajo son especialmente propensas a crecer”, afirmó Ide.

Qué relación existe entre el ángulo de la falla y el crecimiento de los terremotos

El vínculo entre el ángulo de la falla y el crecimiento de los sismos se estableció revisando los registros del GCMT. Los científicos clasificaron los terremotos según la inclinación de la falla y calcularon el valor b para cada grupo. Los resultados demostraron una tendencia clara y persistente: las fallas con ángulos menores a 15° presentan un valor b de solo 0,65, mientras que las fallas con ángulos superiores a 30° promedian 1,1. Cuanto más plana es la falla, más probable es que un sismo pequeño no se detenga y termine siendo gigante.

El equipo de Ide documentó que “los terremotos más grandes —Sumatra, Maule, Tohoku-Oki— ocurrieron en fallas con ángulos de solo 8°, 18° y 10°, respectivamente”. Esta correlación estadística, observada a lo largo de décadas, sugiere que las fallas ultrabajas permiten rupturas sísmicas de gran extensión. La investigación atribuye este fenómeno a la orientación de la falla respecto al campo de esfuerzos tectónicos, lo que significa que la dirección en la que la falla está ubicada en relación a las fuerzas internas de la Tierra es clave para que se desencadene un gran sismo.

Por qué la orientación del campo de esfuerzos es tan importante para los terremotos gigantes

La orientación entre la falla y el campo de esfuerzos regional resulta decisiva para el desarrollo de terremotos gigantes por lo que es fundamental cómo está alineada la grieta con la forma en que se empujan las placas bajo la superficie.

El equipo de Ide comprobó que, cuando la alineación de la falla coincide con la dirección máxima del esfuerzo tectónico, el valor b disminuye y la probabilidad de que una ruptura sísmica se expanda aumenta mucho más.

“Nuestros resultados muestran que los terremotos bien alineados con el campo de esfuerzo tienen más probabilidades de crecer, generando los valores b más bajos y, por tanto, favoreciendo rupturas mucho mayores”, destacan los autores en el artículo.

Este nuevo enfoque contradice la teoría de Anderson, que decía que las fallas de bajo ángulo no podían causar grandes terremotos porque no acumulaban suficiente energía. Antes se creía que solo las fallas empinadas podían guardar energía suficiente, pero ahora se ha comprobado que, si la orientación es la adecuada, las fallas casi planas también pueden causar los mayores sismos.

Cómo afectan estos hallazgos a la predicción y prevención de terremotos

El uso del valor b y la identificación de la geometría y orientación de las fallas ofrecen herramientas concretas para la evaluación del peligro sísmico. El artículo detalla que “incluso si dos regiones presentan la misma actividad sísmica observada, las probabilidades de sufrir un terremoto gigante pueden diferir hasta 600 veces solo por una diferencia en el valor b entre 0,8 y 1,2”. Esto quiere decir que, aunque dos lugares tengan la misma cantidad de temblores, uno puede tener mucho más riesgo de sufrir un gran terremoto solo por esa diferencia en el valor b.

El monitoreo continuo del valor b y el mapeo tridimensional —hacer modelos en tres dimensiones, como si fueran maquetas digitales— de las fallas de ángulo ultrabajo pueden transformar las estrategias de vigilancia y prevención de desastres en países sísmicamente activos como Japón, Chile e Indonesia. También, la evolución en el tiempo del campo de esfuerzos, como su rotación antes de un gran terremoto, puede ayudar a anticipar incrementos en el riesgo y mejorar los sistemas de alerta.