Los sismógrafos podrían escuchar los sonidos del cambio climático

El Pirineo oscense alberga un laboratorio subterráneo laberíntico. Aunque varios experimentos buscan materia oscura, en un antiguo túnel ferroviario se escuchan los crujidos y los temblores del mundo que la rodea.

Hace unos años, Jordi Díaz, sismólogo del Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera, llevaba a cabo labores de control de calidad de los sismógrafos del Laboratorio Subterráneo de Canfranc, peinando entre las vibraciones que habían registrado. Entonces, él y sus colegas se toparon con una señal extraña que nadie fue capaz de identificar. «¿Qué leches es eso?», recuerda haberse preguntado.

Enseguida se percataron que esta señal procedía del río Aragón que fluía sobre el túnel y que los crescendos y diminuendos de la señal coincidían con los cambios del caudal del río.

El caudal del Aragón incrementa cuando se derrite la nieve, así que al sintonizar el ritmo del río, Díaz y sus colegas pudieron rastrear la sinfonía de la nieve y emparejar determinados cantos sísmicos con episodios de deshielo específicos. En un número reciente de la revista PLOS One, demuestran que pueden rastrear el comportamiento de la nieve que se derrite a lo largo de días, meses y años con una precisión impresionante.

Como el tiempo local determina el deshielo, hay esperanzas de que esta técnica pueda documentar la respuesta del manto de nieve a un mundo en calentamiento constante. En otras palabras, esa pequeña estación sísmica podría ser capaz de registrar el coro del cambio climático.

Préstame tus oídos mecánicos

El papel predeterminado de los sismógrafos consiste en detectar temblores tectónicos, ya ocurran en la Tierra, la Luna o Marte. De los terremotos titánicos que parten a la mitad las placas tectónicas a los seísmos subterráneos más ínfimos, el incremento de la sensibilidad de estas máquinas puede «detectar cualquier cosa que sacuda el suelo», afirma Wendy Bohon, geóloga de las Instituciones Incorporadas para la Investigación Sismológica que no participó en el trabajo.

Las palabras de Bohon son bastante literales. De los helicópteros que vuelan sobre nuestras cabezas hasta las detonaciones de las bombas nucleares, de las autodestrucciones de meteoros en pleno aire hasta los gruñidos de una erupción submarina, estas maravillas de metal lo escuchan todo.

Se trata de una noticia fantástica para los científicos medioambientales. Los sismógrafos de la costa oeste de Estados Unidos pueden escuchar las turbulencias que provoca el océano en el fondo del mar cuando se ve afectado por un huracán que se acerca a la costa este y los ciclones tropicales más intensos producen rugidos sísmicos más fuertes. También pueden escuchar la rotura del hielo cuando las temperaturas fluctúan, el retroceso de un manto de hielo cuando se desprende una parte y el crecimiento explosivo de las grietas de hielo.

Conforme el planeta se calienta, es probable que aumente la intensidad de los ciclones tropicales y que el hielo de la Tierra se desintegre cada vez más. En las últimas décadas, se ha evidenciado el potencial de que los sismógrafos rastreen las consecuencias del cambio climático.

Los científicos aún intentan comprender los matices cruciales de cada señal sísmica y a veces recurren a recreaciones a pequeña escala del mundo natural en laboratorios para tratar de extraer las causas de cada sonata sísmica. Pero conforme aumenta la sensibilidad y disminuye el coste de los sismógrafos, Bohon sostiene que el campo naciente de la sismología medioambiental seguirá dando frutos.

Las variaciones del deshielo

Los ríos también se encuentran bajo este paraguas científico emergente. El paisaje sonoro de los ríos puede revelar la presencia inoportuna de avalanchas de desechos húmedos que caen hacia o cerca de infraestructuras vulnerables, así como cambios en el caudal general provocados por agentes naturales o antropogénicos.

El Aragón es el banco de pruebas más reciente de esta técnica incipiente. En 2014, en la estación sismológica del Laboratorio Subterráneo de Canfranc, Díaz y algunos colegas identificaron las ondas sísmicas vinculadas a la crecida del río Aragón.

El caudal de un río puede verse afectado por las precipitaciones, así que emplearon un fluviómetro a 4,8 kilómetros río abajo de la estación sismológica para tratar de descartar el efecto, aislando así la señal del deshielo. El equipo, que empleó algoritmos para peinar los datos del Aragón de 2011 a 2016, ha conseguido escuchar las señales vinculadas específicamente al deshielo del manto de nieve alpino.

Enseguida detectaron patrones habituales. El equipo escuchó grandes aumentos del caudal en las horas centrales del día, poco después de que la nieve se derritiera y se infiltrara en el río. De media, cada año tiene 35 días de deshielo que normalmente se producen en dos o tres brotes entre marzo y junio.

También detectaron desviaciones de la norma aparente. Durante el seco 2011, solo hubo diez días de deshielo. En 2013, hubo 65, un solo episodio de deshielo duró poco más de un mes y la temporada de deshielo se alargó hasta principios de julio.

Díaz explica que actualmente el equipo está colaborando con hidrólogos para comprender qué provoca estos cenits y nadires en el deshielo. Pese al vínculo relativamente nítido entre el deshielo y el caudal del río, el equipo no está del todo seguro de cuál es la causa de las señales sísmicas. Se sospecha que los temblores han sido causados por el sedimento que resuena sobre el lecho del río durante los caudales bajos y la turbulencia del agua durante los caudales abundantes, pero no lo saben a ciencia cierta.

El oído puesto en el Everest

La estación sísmica del túnel pirenaico está alejada de la mayoría de las fuentes humanas de ruido sísmico, lo que facilita la extracción del ritmo del río Aragón. Según Díaz, la cercanía al tráfico, la construcción y las multitudes podría impedir esta capacidad. Sin embargo, es posible que pueda replicarse en otras partes del mundo.

El Himalaya podría ser un emplazamiento perfecto para avanzar esta prueba de concepto en los próximos años. Esta zona, que es propensa a los terremotos, ya está siendo escuchada por una familia de sismógrafos. Sus montañas también albergan una colección de glaciares cuyas aguas mantienen a 1650 millones de personas de la región. Cada vez más glaciares sucumben al calentamiento, de forma que dichos sismógrafos podrían ser capaces de escuchar su extinción al documentar la velocidad a la que se desangran.

Según Mike MacFerrin, glaciólogo de la Universidad de Colorado, Boulder, que no participó en el estudio, los ríos superficiales y subterráneos que están acabando con la vida del manto de hielo de Groenlandia también podrían supervisarse de este modo. No siempre es fácil instalar fluviómetros allí donde se necesitan, pero los sismógrafos que escuchan constantemente desde la distancia podrían llenar las brechas de los datos.

Es demasiado pronto para saber si los sonidos del río Aragón pueden replicarse a escalas tan grandes, pero resulta prometedor.

«Es una herramienta nueva», afirma MacFerrin. Y, conforme el mundo se calienta, «necesitaremos tantas herramientas como sea posible».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.