Científicos capturan por primera vez señales mediante GPS que indican que una falla está sísmicamente activa

Un grupo de científicos de la Universidad Católica del Norte, Centro de Investigación para la Gestión Integrada del Riesgo de Desastres y Universidad Católica, estudiaron registros de GPS que mostraron el proceso de carga tectónica de una falla geológica. Este descubrimiento muestra por primera vez una señal instrumental que permite explicar un sismo de magnitud 6.3 ocurrido en la Cordillera de la Costa, cerca de la desembocadura del Río Loa en el norte de Chile.

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La convergencia de las placas tectónicas de Nazca y Sudamericana es la responsable de gran parte de los sismos que ocurren periódicamente en Chile. Se trata de la conocida zona de subducción donde una placa se desliza debajo de la otra provocando la mayor parte de la actividad sísmica de Chile. Pero existen también terremotos en nuestro país, que se originan en lo que conocemos como fallas geológicas.

“La más conocida es la falla de San Ramón en Santiago, pero existen numerosas en Chile poco estudiadas, porque la cartografía de ellas requiere de un mapeo geológico complejo, pero hemos avanzado”, asegura Gabriel González, subdirector de Centro de Investigación para la Gestión Integrada del Riesgo de Desastres (Cigiden) y académico de Geología Universidad Católica del Norte. El Doctor en Geología junto a un grupo de científicos, publicó recientemente en la revista Nature Scientific Reports el paper “The role of interplate locking on the seismic reactivation of upper plate faults on the subduction margin of northern Chile”, donde profundiza en el estudio de un sismo ocurrido en el norte de Chile en 2020.

“Se trata de un sismo de magnitud 6.3 que ocurrió la madrugada del 11 de septiembre en la costa del norte de Chile, específicamente en la zona de la desembocadura del Río Loa. La particularidad de este sismo es que el hipocentro se encontró dentro de la placa continental y no en la zona de subducción. La zona de ruptura que provocó el sismo está arriba de la zona de subducción y dentro de la placa continental, bajo la Cordillera de la Costa”, describe el experto.

Estaciones de GPS

La investigación se concentró en estudiar alrededor de 90 réplicas que produjo el sismo del 11 de septiembre de 2020, y estudiar los registros temporales de las estaciones de GPS instaladas en el norte de Chile. Esta información permite relocalizar el epicentro del sismo principal y sus réplicas, con una resolución espacial de tan solo cientos de metros. De esta forma, comenta el subdirector de Cigiden, pudimos delinear una estructura, una falla dentro de la corteza continental, que se activó con este sismo de magnitud 6.3.

Los datos mostraron que se trataba de la falla de Cerro Aguirre, ubicada inmediatamente al sur del tramo donde el Río Loa desemboca en el mar. “Esta falla tiene una expresión en el relieve que produce un salto vertical de 300 metros de alto, ha estado geológicamente activa desde hace por lo menos 9 millones de años atrás, y es la primera vez que se puede captar una señal que indica que la falla está sísmicamente activa”, comenta el experto.

Afortunadamente, complementa el geólogo UCN, al norte y sur de esta falla, hay cuatro estaciones de GPS, por lo que se pudo estudiar los desplazamientos de la superficie de la Tierra en una ventana de tiempo de 10 años antes del sismo 6.3. “Quedamos perplejos al descubrir que los GPS ubicados al sur y al norte, de la falla mostraban claramente que antes del sismo estas estaciones se estaban acercando a una velocidad de dos milímetros por año” (ver infografía), añade Gabriel González.

Red Multiparamétrica de Observación

El académico de Geología de la UCN, explica que estudiaron el sismo con todas las técnicas modernas de investigación provistas por una Red Multiparamétrica de Observación de Terremotos instalada en el norte de Chile, que incluye GPS, sismógrafos, acelerógrafos, extensómetros, entre otros. A juicio del experto, es la red más robusta que existe en Chile y en la zona de subducción de Sudamérica y permite monitorear las deformaciones de la corteza ocurridas en el territorio comprendido entre Antofagasta y Arica.

La red multiparamétrica ­–construida por un consorcio de universidades extranjeras en colaboración con universidades chilenas, incluida la UCN propietaria de la red–,  está integrada al sistema de observación de terremotos del Centro Sismológico Nacional. “Es un observatorio geofísico de primer nivel, complementa el geólogo, equivalente a los grandes observatorios astronómicos que existe en Chile, por lo tanto, permite que los científicos chilenos hagan uso de sus datos y aseguren descubrimientos científicos muy relevantes para el desarrollo del país”.

Eso significa que por primera vez hay evidencia de un acortamiento progresivo de la corteza que se resolvió en un sismo de magnitud 6.3 el día 11 de septiembre de 2020. “Lo que vimos, explica el geólogo, es que las estaciones de GPS ubicadas en el sur se estaban moviendo con mayor velocidad que las del norte, claramente un acortamiento de 2 mm por año. Esta diferencia de velocidad se mantuvo de manera constante durante todo el tiempo de registro, es decir durante los 10 años. Según nuestras estimaciones, dada la magnitud del sismo, este proceso debe haber estado activo por lo menos por 400 años. Dado este tiempo el acortamiento tectónico total estimado para generar el sismo es de 80 cm”.

Los científicos coinciden que hay una falta de conocimiento sobre los terremotos que surgen de fallas distintas a la subducción, porque no existe en Chile un monitoreo orientado a ello. “Somos aún ignorantes respecto de cuáles son las fallas peligrosas que existen en Chile. Este terremoto muestra que existen señales, que se pueden leer con GPS ,que permiten ubicar fallas que potencialmente podrían activarse y generar terremotos. Estas fallas pueden estar inactivas y acumular energía durante varios cientos de años o incluso miles de años”, dice el Doctor de Geología de la UCN.

Monitorear con estaciones de GPS las fallas potencialmente activas de Chile, es una necesidad inmediata y urgente. Esto permitirá tomar decisiones informadas particularmente en los sectores donde hay este tipo de fallas y mucha población, como por ejemplo la tan conocida Falla de San Ramón “Chile necesita contar con una red dedicada al monitoreo de fallas, particularmente en zonas urbanas, y ya sabemos que hay varias en Chile. Esto permitirá hacer una gestión del riesgo sísmico más detallado de lo que hasta ahora hemos hecho”, concluye Gabriel González.

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