Un estudio encontró que los mapas sísmicos predicen en exceso la intensidad de los temblores

Un nuevo estudio realizado por investigadores y compañeros de trabajo de la Universidad Northwestern explica un problema desconcertante con los futuros mapas de terremotos utilizados para diseñar edificios resistentes a los terremotos.

Aunque los sismólogos han estado elaborando estos mapas durante unos 50 años, saben muy poco acerca de qué tan bien predicen los temblores, porque los grandes terremotos destructivos son raros en cualquier región.

Para obtener más información, el equipo de investigación de Northwestern recopiló datos de vibraciones de terremotos pasados. Estos proyectos incluyen CHIMP (Proyecto de mapeo de intensidad histórica de California), que combina datos de sismómetros con datos históricos (llamados intensidad sísmica) que miden los temblores del suelo causados ​​por terremotos a partir de cómo afectan las estructuras y objetos hechos por el hombre dentro de la zona del terremoto. La información sobre la gravedad se puede obtener a partir de fotografías de los daños, relatos periodísticos o de primera mano e historias orales.

«Encontramos un problema desconcertante», dijo la geofísica Leah Saldic, autora principal del estudio y doctora en la Universidad Northwestern. graduado. «Los mapas de peligro de California, así como de Japón, Italia, Nepal y Francia parecen sobrepredecir la intensidad de los temblores sísmicos observados históricamente. Los mapas de peligro fueron creados por grupos de diferentes países, pero todos predijeron temblores más altos que los observados».

Al analizar las posibles causas, el equipo de investigación descubrió que el problema estaba relacionado con las ecuaciones de conversión utilizadas para comparar mapas de peligro que predicen terremotos futuros con datos sísmicos reales, en lugar de problemas sistémicos en el modelado de peligro en sí.

La investigación se publicará el 1 de mayo en la revista Science Advances.

Saldic, que formó parte del grupo de investigación del coautor Seth Stein y William Deering, profesor emérito de Ciencias Planetarias y de la Tierra en la Universidad Northwestern, es ahora consultor de riesgos en ciencias de la Tierra en Guy Carpenter & Associates. Otros autores de Northwestern son Molly Gallahue y James Neely, reciente Ph.D. Alumnos del Grupo Stein.

Los sismólogos suelen decir que «los terremotos no matan a la gente, los edificios matan a la gente»; la mayoría de las muertes por terremotos son causadas por derrumbes de edificios. Como resultado, la mejor manera para que la sociedad reduzca las muertes por futuros terremotos es construir edificios que puedan resistir esos terremotos. Sin embargo, debido a que la construcción resistente a terremotos es costosa, las comunidades necesitan equilibrar sus costos con otras necesidades sociales. Por ejemplo, podrían decidir poner más acero en los edificios escolares o contratar más profesores.

Para tomar estas difíciles decisiones y diseñar adecuadamente, los formuladores de políticas y los ingenieros utilizan mapas de riesgo de terremotos que predicen el alcance de las sacudidas esperadas con una probabilidad dada durante los muchos años que los edificios y otras estructuras estarán en uso. Estos mapas se basan en suposiciones sobre dónde ocurrirán los terremotos en el área, con qué frecuencia podrían ocurrir, qué tan grandes serán y cuántos temblores causarán.

Al profundizar en el enigma de por qué los mapas de peligros de cinco países diferentes predijeron temblores más fuertes que los observados, el equipo de investigación razonó que debe haber un problema con los mapas, los datos o ambos.

«Analizamos una serie de problemas potenciales con los mapas, incluido cuánto depende el temblor del suelo de la geología local, pero ninguno de ellos fue lo suficientemente significativo como para explicar el problema», dijo Gallahue.

Si el problema no estaba en los mapas, ¿fue en los datos históricos?

«Probablemente no», dijo la coautora Susan Hogue del USGS. «Los datos de envío para diferentes países se recopilaron utilizando diferentes técnicas, pero todos fueron inferiores a lo previsto en los mapas. Se espera que la intensidad histórica se amplifique porque las fuentes históricas tienden a enfatizar los efectos más dramáticos de los temblores».

Si no hubo problemas con los mapas de riesgo y los datos inestables, ¿por qué no estuvieron de acuerdo?

«Hay un problema oculto», dijo el coautor Norman Abrahamson de la Universidad de California, Berkeley. “Los mapas de peligro se expresan en unidades físicas, mientras que la intensidad se mide en una escala diferente, por lo que se debe convertir uno a otro. Se ha demostrado que las ecuaciones de conversión no funcionan bien para vibraciones muy fuertes, por lo que la conversión de los valores del mapa predice en exceso. los datos de intensidad

«El problema no está en los mapas, sino en la conversión», afirmó. «Cambiar la transformación resuelve la mayoría de los desajustes entre mapas y datos. Además, una mejor descripción del temblor del suelo fortalecería las cosas».

«Este es un resultado importante y satisfactorio», afirmó el coautor Neely, que ahora trabaja en la Universidad de Chicago. “Los mapas y los datos que parecían no estar de acuerdo eran correctos. El problema era compararlos.

«Comenzamos este proyecto hace 10 años y pensamos que podría haber serios problemas con los mapas de riesgo», dijo Stein. “Ahora parece que no hay ningún problema fundamental con ellos.

«Los mapas de algunas zonas pueden no ser buenos por varias razones», afirmó. “Por ejemplo, en algunos lugares no sabemos lo suficiente sobre la historia de los terremotos o las sacudidas producidas por grandes terremotos debido al período de tiempo relativamente corto disponible. En otros lugares, la velocidad y la magnitud de los terremotos pueden cambiar o pueden cambiar. mal entendido. Entonces, en algunos lugares, «los mapas pueden predecir en exceso vibraciones futuras, y en otros lugares la naturaleza a veces puede sorprendernos. Sin embargo, dado que el método básico de mapeo de peligros parece sólido, podemos esperar que estos mapas sean bastante buenos». y mejorar a medida que aprendemos más».

El estudio se titula «¿Por qué los mapas de peligro sísmico mundial parecen sobrepredecir las observaciones de intensidad histórica?» Esta investigación fue apoyada en parte por el Instituto de Investigación de Políticas de la Universidad Northwestern, el Programa Sísmico a Largo Plazo de la Administración de Geociencias Eléctricas y Gas del Pacífico y el Programa de Becas de Investigación Mendenhall del Servicio Geológico de EE. UU.