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Dos expertos taiwaneses han validado científicamente la hipótesis formulada en el año 2005 - recibida  entonces con escepticismo- de que existe una relación entre los terremotos y la ionósfera, lo que ayudaría a predecir la ocurrencia de grandes sismos con hasta una hora y media de antelación.

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Dos investigadores taiwaneses de la Universidad de Zhongli anunciaron hoy una conexión entre los sismos y movimientos en la ionosfera, que puede servir para detectar antes maremotos y terremotos.

Liu Jann-yeng y Yen Horng-yuan, profesores del Departamento de Ciencias de Geología, anunciaron en conferencia de prensa el descubrimiento de que los seísmos producen efectos amplificados en la ionosfera que pueden ser detectados con anterioridad.

"Un movimiento sísmico de 8 metros en la tierra se traduce en una vibración de 80 kilómetros de la ionosfera, lo que permite detectar con una hora a una hora y media de anterioridad un maremoto", dijeron los investigadores taiwaneses.

La ionosfera está compuesta por capas de aire ionizado en la atmósfera que se extienden desde una altura de casi 80 kilómetros sobre la superficie terrestre hasta unos 640 kilómetros.

Al detectar el momento, lugar y vibración en la ionosfera, se puede determinar la ubicación y magnitud de un futuro sísmo, dijeron los expertos.

Con datos recopilados con anterioridad, los científicos isleños mostraron cómo se habría podido predecir el terremoto del 21 de septiembre de 1999 en Taiwán, que produjo más de 2.400 muertos.

"Existe una correlación entre los sísmos y las vibraciones en la ionosfera y hay que aprovechar este efecto para predecir terremotos y maremotos", dijo Liu.

Los nuevos descubrimientos no pueden evitar los desastres naturales, pero pueden ayudar a predecirlos con una hora a una hora y media de anterioridad, agregaron los profesores.

Los descubrimientos taiwaneses han sido ya publicados en la revista científica "Journal of Geophysical Research".

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Densidad electrónica

Durante los seis días anteriores al terremoto de Sichuan, China, el satélite Formosa-3 detectó una notable disminución de electrones en la ionósfera sobre esa área. A su vez la NASA, informó de una inusual radiación infrarroja sobre el epicentro del terremoto antes de que éste ocurriera.

Liu Jann-Yeng hizo un descubrimiento similar tres días antes del terremoto de Chichi. En esa oportunidad, la densidad de electrones de la ionósfera por encima de Taiwan cayó significativamente por debajo de la media. Cuando Liu analizó los datos atmosféricos relacionados con 184 sismos en Taiwan sobre 5 grados Richter o mayor, se encontró con una disminución significativa de estos registros entre uno y cinco días antes del 90% los sismos.

Confirmaría veracidad de extrañas luces en el cielo antes de un terremoto

Liu dice que hay una serie de hipótesis acerca de porqué los terremotos causan una disminución de la densidad de electrones. Una teoría sugiere que los cambios en la tensión resultantes del movimiento de las placas de la corteza terrestres podrían generar corriente eléctrica como en una batería. Esto crearía una carga positiva que fluye hacia la superficie, creando un campo eléctrico que se extiende hacia el cielo. este campo atraería a los electrones libres, rediciendo su densidad en la ionósfera.

Esta hipótesis explicaría también la ocurrencia de luces en el cielo previos a la ocurrencia de un terremoto, como hemos reportado en este blog. Cabe señalar que hasta antes de la confirmación de esta teoría, la mayoría de los sismólogos y otros expertos han negado que exista cualquier relación entre los sismos y la atmósfera, señalando que son dos sistemas diferentes. También las observaciones empíricas y el saber popular en las zonas sísmicas hablan de la percepción de comportamientos atmosféricos extraños, lo que  reiteradamente ha sido descartado por los expertos.

Otra hipótesis sostiene que las fracturas de roca y las presiones sobre ellas generan potentes campos eléctricos y magnéticos y grandes ondas electromagnéticas. Cuando estas ondas alcanzan la ionósfera, provocan un rápido calentamiento y expansión del plasma ionosférico, reduciendo la densidad de las partículas en esta capa de la atmósfera.

Limitaciones del modelo predictivo

La Universidad Nacional de Taipei y el CWB se encuentran en la actualidad realizando observaciones diarias de la ionósfera sobre Taiwan, entre las latitudes 21º y 25º Norte, con la esperanza de predecir la ocurrencia de un terremoto.

Sin embargo, Kuo Kai Wen, director de sismología del CWB, admite que la investigación adolece de numerosas limitaciones, La principal es que después de excluir las tormentas geomagnéticas, las tormentas violentas y los tifones, no se sabe porqué se produce el resto de los descensos bruscos en la densidad de los electrones de la ionósfera.

El hecho de que grandes terremotos puedan ocurrir en cualquier parte de la extensa longitud de las fallas o incluso en toda una placa tectónica, es otro problema. Por ejemplo, el terremoto de Sichuan (China) en el año 2008, pudo haber surgido en cualquier lugar dentro de una zona de falla de 2.900 kilómetros de largo. En consecuencia, las zonas por encima de la cual la ionófera podría cambiar también son muy extensas. "Incluso si pudiésemos medir con la tecnología actual una fuerte disminución de la densidad ionosférica sobre Taiwan, no seríamos capaces de saber si el sismo que viene estará centrado en Taipei, Kaohsiung o Hualien".

"Si observásemos caer la densidad de electrones mucho menos que el promedio de los últimos 15 días, todo lo que podríamos decir es que existe una probabilidad del 50% que ocurra un sismo mayor a 5 grados de magnitud en Taiwan, en los próximos 5 días", dice Kuo. "En esta etapa, la información aún es tan imprecisa y tiene un margen de error tal que no tendría ningún sentido emitir una alerta pública".

La difícil predicción de los terremotos

Aunque la investigación sobre las señales de advertencia de terremotos aún está lejos de producir predicciones fiables, algunos resultados preliminares son emocionantes.

La tecnología actual aún no es capaz de predecir la ubicación, la hora y la magnitud de los terremotos con algo parecido a la exactitud con la que se predice el tiempo. Pero los científicos no se han rendido. Los datos históricos muestran que los grandes terremotos suelen ser anunciado por una serie de fenómenos anormales, incluyendo temblores similares a los vistos en Haicheng o anormalmente bajo número de sismos pequeños, como se ve en el noreste de Taiwan durante los tres o cuatro años anteriores al terremoto de Chichi. En el caso del terremoto de Chichi, el noreste de Taiwán experimentó sólo un sismo de magnitud 4 o menos en junio de 1998 frente a 18 en junio de 2008. Esto sugiere que si la corteza terrestre en una zona determinada se mueve mucho más o mucho menos de lo habitual, un sismo fuerte puede estar en camino.

Comportamiento de los animales
Las migraciones de animales a gran escala y actividades inusuales de éstos también son indicadores potenciales. Justo antes del terremoto de Sichuan 12 de mayo del 2008, cientos de miles de sapos se derramaron en las calles de la Villa Tanmu Sichuan, a menos de 100 kilómetros del epicentro del terremoto.
Por desgracia, la oficina local alegremente restó importancia a la incidencia, indicando que el medio ambiente local se adapta particularmente bien a los sapos. Sin embargo otros sismos han sido precedidos por alzas explosivas o una disminución dramática de la capa freática, o por cambios en la densidad de electrones libres en la ionosfera.
Todos estos precursores de terremotos, se están estudiando como posibles, pero los científicos se apresuran a admitir que su mayor reto es determinar si existe una relación causal entre estos precursores potenciales y grandes terremotos. Es decir, si bien es posible que las capas freáticas puedan subir o bajar, la composición de la atmósfera en la superficie de la Tierra pueda cambiar o disminuir la densidad de electrones de la ionosfera antes de un terremoto, estos fenómenos también pueden ser provocados por una serie de acciones realizadas por el hombre y otros eventos naturales, incluyendo tormentas, presión del agua, la extracción excesiva de aguas subterráneas y las tormentas geomagnéticas.
A finales de mayo de 2005, el Centro Meteorológico de Taiwan (CWB) se encontraba en una posición muy incómoda después de actuar en uno de estos precursores. " Una prueba de pozos investigados en el área del Condado de Tainan Liuchia reveló una sorprendente caída de 88 centímetros en el nivel freático local. Como reacción al informe, el CWB emitió un recordatorio "amistoso" sobre la posibilidad de un terremoto a las unidades de preparación para desastres de los gobiernos central y locales. Cuando la noticia se filtró a la opinión pública, algunas escuelas fueron cerrados y numerosos habitantes salieron asustados de Chiayi y Tainan. El sismo no se materializó, y resultó que el bombeo por Taiwan Sugar había causado la disminución de la capa freática. El CWB fue criticado por la situación, y sufrió un duro golpe a su reputación.

Cambios en las aguas subterráneas

Los rápidos cambios en los niveles de agua subterránea también merece atención. Chia Yee-ping [贾 仪 平], Profesor del Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional de Taiwan (NTU), dijo que la mayoría de los terremotos son causados por los movimientos de las placas tectónicas que comprimen o dilatan las fallas. Cuando una línea de falla se desliza o se rompe, las fuerzas en juego cambian, variando la presión hidráulica y, en consecuencia, el nivel del agua subterránea, pero no siempre justo en el punto del terremoto. Por ejemplo, en Taiwan fluctuó el nivel de las aguas subterráneas después del terremoto en Sichuan, aunque se encuentra a varios miles de kilómetros del epicentro.

Los científicos creen que una acumulación rápida de la tensión en una zona de fallas también pueden causar fluctuaciones de los niveles de las aguas subterráneas. " Pero, ¿cómo localizar con precisión?, se pregunta Yee Chia-ping. Nadie se atreve a aventurar, porque la estructura de la Tierra no es uniforme. Esas fluctuaciones pueden ocurrir cerca del epicentro futuro, tanto como en una zona remota. Este es el principal reto predicciones basadas en los niveles de agua. "

Chia-ping Yee dijo que las fuertes lluvias, las mareas, bombeo de agua y la ingeniería puede incluso afectar el nivel de las aguas subterráneas. Después de atribuir a causas naturales o humanos la mayoría de los datos recogidos a partir de 600 estaciones de monitoreo establecidas desde 1997 en la isla,  la Agencia de Recursos Hídricos y el Instituto Central de Geología, identificaron dos variaciones anormales del nivel de las aguas subterráneas antes de un terremoto.

En el primer caso, el 21 de septiembre de 1999, la estación de monitoreo Chushan, que se encuentra a 1,5 km de la falla Chelungpu en el distrito de Nantou, registró una rápida disminución de la capa freática de 4 cm sólo 3 horas antes del terremoto. Entonces, cuando ocurrió el terremoto, la estación observó un aumento en el agua de 14 cm, seguido por un nuevo descenso.

El otro caso se relaciona con la magnitud 6,7del  terremoto que ocurrió 11 de junio 2000 cerca del pueblo de Ren-ai, Distrito de Nantou. Una hora antes,  esta estación de monitoreo de sismos registró una caída de 5 cm de agua, seguida por un aumento de 22 cm durante el terremoto.

Chia-ping Yee dijo que aunque se encontraron fluctuaciones similares, ambas estaciones se encuentran a distancias muy diferentes del epicentro del terremoto, lo que demuestra cómo las condiciones hidrológicas y geológicas pueden variar según la ubicación.

Incluso si una estación de monitoreo encuentra un cambio anormal, es muy difícil determinar si el terremoto que viene puede estar centrado en los países vecinos. Por ejemplo, la estación Pingting mencionada anteriormente se encuentra cerca de varias fallas, todas las cuales permanecieron inactivas, mientras que el epicentro del terremoto fue localizado a unas pocas decenas de kilómetros. " Necesitamos datos durante largos períodos, y una clara comprensión de los vínculos entre el nivel de las aguas subterráneas y las condiciones geológicas", reconoce Yee Chia-ping.

 

Monitor de la superficie del gas

El control químico de los gases dentro de la corteza o su aumento en la superficie cerca de las zonas de falla es otra pista a seguir.

Frank Yang [杨灿尧], geoquímico que investiga este fenómeno, dijo que las fallas y fracturas en la corteza a veces dejan escapar gases bajo tierra - principalmente dióxido de carbono, metano, radón y helio.

Su equipo ha instalado estaciones de monitoreo en los puntos críticos, que se encuentran por encima de las fallas. "La tensión acumulada en la corteza cambia antes de un terremoto o erupción, liberando radón y otros gases en la parte de atrás a lo largo de la falla.".

El Departamento de Geociencias de la UNT y el Instituto Central de Geología han instalado en el oeste de la isla cuatro estaciones de monitoreo de gases.

En 2006 y 2007, terremotos superficiales con magnitud mayor o igual a 4, sacudieron el norte de Taiwan en la semana posterior al registro de niveles anormales de radón. Pero el método tiene sus limitaciones: no hubo cambio en el radón detectado durante un terremoto cuyo epicentro fue de más de 100 km de la estación, o en profundidades superiores a 70 km.

Por ahora, los diversos enfoques para la predicción de terremotos - medición de los cambios en la densidad de electrones, el nivel del agua y la composición de la atmósfera- se combinan para calcular la frecuencia de la actividad sísmica. Todos con el objetivo de que puedan indicar la posibilidad de un terremoto, pero no predecirlo con certeza.

Fuentes utilizadas: Agencia EFE; Diario ABC, España; http://taiwanauj.nat.gov.tw; http://focustaiwan.tw; http://www.sino.gov.tw