Detectan un extraño terremoto “bumerán” bajo el océano Atlántico

Una tarde de primavera de 2010, un terremoto de magnitud 7,2 hizo temblar la casa de rosario García González en Baja California. Más adelante, González, anciana de la comunidad indígena Cucapah, relató lo que vio a los científicos: mientras el seísmo abría una grieta en la superficie, generó una nube de polvo, como cuando un coche pasa a toda velocidad por una carretera de tierra.

Pero, al parecer, el coche circulaba en la dirección errónea.

Normalmente, los terremotos fracturan la superficie desplazándose en una única dirección, como el extremo de un desgarro a través de una hoja de papel. En cambio, según González, la nube de polvo del seísmo volvió al lugar donde se originó el temblor, la dirección opuesta a la esperada por los científicos.

Este testimonio ocular de un seísmo que retrocedía fascinó a los expertos. Orlando Teran, que por aquel entonces trabajaba en su doctorado en el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, describió el relato como “espectacular”. Con todo, aún no se ha confirmado qué ocurrió exactamente aquel día, ya que los datos sísmicos no pudieron verificar lo que vio González.

Ahora, un equipo internacional de investigadores ha captado por fin uno de estos terremotos “bumerán” con un detalle exquisito, documentando el temblor que se desplazó en una dirección y que después volvió por donde vino.

Este terremoto de magnitud 7,1 comenzó en las profundidades del subsuelo, en una brecha profunda en el fondo del océano Atlántico a unos 1050 kilómetros de la costa de Liberia, en el oeste de África. Se desplazó en dirección este y ascendente, después dio media vuelta y regresó por la sección superior de la falla a velocidades increíbles, tan rápido que generó la versión geológica de un estampido sónico.

Normalmente, la furia del temblor de un terremoto se concentra en la dirección en que se propaga el seísmo. Pero un terremoto bumerán, o “ruptura de propagación inversa” (“back-propagating rupture” en inglés) en términos científicos, podría extender el intenso temblor a lo largo de una zona más amplia. Se desconoce con qué frecuencia se producen terremotos bumerán y cuántos se propagan a velocidades tan elevadas. Por eso el nuevo estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, es un gran avance hacia la comprensión de la compleja física responsable de estos fenómenos y de sus posibles riesgos.

“Estudios como este nos ayudan a entender el proceso de ruptura de los terremotos pasados, el proceso de ruptura de los terremotos futuros y su relación con el posible impacto en las fallas cerca de zonas pobladas”, explica por email Kasey Aderhold, sismóloga de las Instituciones Incorporadas para la Investigación Sismológica.

La detección del bumerán

Este terremoto bumerán se registró cerca de la dorsal mesoatlántica, donde las placas tectónicas sudamericana y africana se alejan la una de la otra poco a poco. En la primavera de 2016 se colocaron 39 sismómetros cerca de la dorsal para captar los temblores de sismos distantes y visualizar la base de la placa tectónica.

Meses después, se produjo el terremoto de magnitud 7,1. El temblor comenzó en una falla cercana en la denominada fosa Romanche, explica Stephen Hicks, un sismólogo del Imperial College London y primer autor del nuevo estudio.

El conjunto de sismómetros registró el temblor en una serie de garabatos, que aparentemente incluían un par de pulsos. Intrigados, Hicks y sus colegas lo analizaron más minuciosamente e identificaron lo que, al parecer, eran dos fases del terremoto. Examinando la posición del epicentro y la energía liberada en cada fase, el equipo ató cabos geológicos: en un principio, el terremoto se propagó hacia el este, pero después regresó hacia el oeste. “Es un tipo de configuración muy rara”, afirma.

El equipo aún no estaba del todo seguro de que el terremoto hubiera ido y venido como un bumerán. Así que Hicks contactó con Ryo Okuwaki, de la Universidad de Tsukuba, en Japón, que buscó los tenues ecos del fenómeno captados por otros sismómetros del mundo. En cuestión de días, el análisis de estas señales distantes ofreció una respuesta: era probable que se tratara de un terremoto bumerán.

Los modelos informáticos posteriores sugerían que el seísmo podría haber comenzado en las profundidades del subsuelo y que se habría propagado hacia el este hasta que se aproximó a la dorsal mesoatlántica. Esta segunda fase del temblor avanzó a velocidades asombrosas propias de la denominada supercizalla (“supershear” en inglés). Se estima que el terremoto surcó la superficie a 17 700 kilómetros por hora, lo bastante rápido como para viajar de Nueva York a Londres en 18,5 minutos. Es una velocidad tan elevada que las ondas sísmicas se apilan como el cono de Mach que se forma a partir de las ondas de presión cuando un avión vuela a velocidad supersónica. El cono de ondas concentradas de un terremoto de supercizalla puede amplificar más la potencia destructiva de un temblor.

Una bandada de bumeranes

Comprender cuándo y por qué se producen estos fenómenos en bumerán es fundamental para conocer los riesgos que entrañan los terremotos. Los temblores de un seísmo pueden concentrarse cerca de un extremo de la falla, en la dirección en que se desplaza el temblor, que es similar a cómo se silencian los tonos agudos de una sirena cuando pasa un tren. “Como el efecto Doppler”, explica el sismólogo Lingsen Meng de la Universidad de California, Los Ángeles, que no participó en el estudio. Aunque se cree que este temblor concentrado ocurre en una dirección, un bumerán podría concentrar los temblores en dos zonas opuestas. Y si fuera de supercizalla, las sacudidas podrían ser peores.

Pero persiste una duda importante: ¿con qué frecuencia ocurren este tipo de terremotos?

Un terremoto bumerán a velocidades de supercizalla, como el observado en el Atlántico, podría ser un tipo bastante poco común. “Hasta donde yo sé, esta es la primera vez que se documenta”, afirma Yoshihiro Kaneko, geofísico de GNS Science en Nueva Zelanda que no formó parte del equipo del estudio.

Pero las pruebas respecto a los terremotos bumerán están aumentando. Estos fenómenos inversos se han estudiado en modelos informáticos y simulado en experimentos de laboratorio. “La teoría sostiene que existen, pero es bastante complicado verlos [en el mundo real]”, explica la geofísica Louisa Brotherson, investigadora de doctorado de la Universidad de Liverpool en el Reino Unido, que simula terremotos en el laboratorio.

Las rupturas bumerán se han observado durante los denominados terremotos lentos, que no ocurren con una sacudida, sino que progresan poco a poco a lo largo de días o incluso meses, señala el sismólogo Jean-Paul Ampuero, de la Universidad de la Costa Azul, en Francia. Hace poco, identificó seísmos de propagación inversa en simulaciones informáticas.

También ha habido pistas de estos fenómenos en otros seísmos. Algunos científicos sostienen que el terremoto de Tohoku de magnitud 9,0 que sacudió Japón en 2011, el más intenso registrado en el país, podría haber tenido cierto grado de ruptura en bumerán, indica Meng. El terremoto de 2016 que hizo temblar Kumamoto también parece haber tenido un proceso de ruptura similar, añade Kaneko. En aquel caso, el temblor inicial generó otros dos seísmos en una cascada de eventos, uno de los cuales se propagó de forma inversa y se superpuso parcialmente con la ruptura inicial.

“En realidad, esto podría ser más común de lo que pensamos”, afirma Kaneko.

Estos bumeranes podrían quedar ocultos en los métodos comunes de análisis sísmico, que se basan en la suposición de que un temblor se desplaza en una dirección. “Naturalmente, no los buscamos, no esperábamos que existieran”, afirma Ampuero. Con todo, parece que las complejidades sísmicas podrían ser la norma, no la excepción.

En palabras de Hicks: “Cuanto más estudiamos los terremotos en detalle, vemos cosas más raras, por supuesto”.

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