Los terremotos representan un gran peligro para las personas y las ciudades de todo el mundo, pero con los esfuerzos adecuados de mitigación de peligros, desde requisitos de construcción más estrictos hasta una zonificación cuidadosa, el potencial de derrumbes catastróficos de carreteras y edificios y la pérdida de vidas humanas puede ser limitado.
Todas estas medidas dependen de que la ciencia proporcione modelos de amenaza sísmica de alta calidad. Y, sin embargo, los modelos actuales dependen de una lista de suposiciones inciertas, con predicciones que son difíciles de probar en el mundo real debido a los largos intervalos entre los grandes terremotos.
Ahora, un equipo de investigadores del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, la Universidad del Sur de California, la Universidad de California en Riverside y el Servicio Geológico de EE. UU. Ha creado un modelo basado en la física que marca un punto de inflexión en la predicción de terremotos.Sus resultados aparecen en el nuevo número de avances científicos .
"Ya sea que ocurra un gran terremoto la semana que viene o dentro de 10 años, los ingenieros deben construir a largo plazo", dice el autor principal del estudio, Bruce Shaw, geofísico de Lamont-Doherty. "Ahora tenemos un modelo físico quenos dice cuáles son los peligros a largo plazo ".
Simulando casi 500.000 años de terremotos en California en una supercomputadora, los investigadores pudieron igualar las estimaciones de peligros del modelo estadístico líder del estado en base a cien años de datos instrumentales. Los resultados de validación mutua añaden apoyo a las proyecciones de peligros actuales de California, que ayudan aestablecer tarifas de seguros y estándares de diseño de edificios en todo el estado. Los resultados también sugieren un papel cada vez más importante para los modelos basados en la física en la predicción del peligro de terremotos y la evaluación de modelos competidores en California y otras regiones propensas a terremotos.
El simulador de terremotos utilizado en el estudio, RSQSim, simplifica el modelo estadístico de California al eliminar muchas de las suposiciones que se utilizan para estimar la probabilidad de que un terremoto de cierto tamaño golpee una región específica. De hecho, los investigadores se sorprendieron cuandosimulador, programado con física relativamente básica, fue capaz de reproducir estimaciones de un modelo que ha mejorado constantemente durante décadas. "Esto muestra que nuestro simulador está listo para el horario de máxima audiencia", dice Shaw.
Los sismólogos ahora pueden usar RSQSim para probar las predicciones específicas de la región del modelo estadístico. Las estimaciones de peligros precisas son especialmente importantes para los reguladores gubernamentales en ciudades de alto riesgo como Los Ángeles y San Francisco, que redactan y revisan códigos de construcción basados en la ciencia más reciente.En un estado con una grave escasez de viviendas, los reguladores están bajo presión para hacer que los edificios sean lo suficientemente fuertes como para resistir fuertes sacudidas mientras se mantienen bajos los costos de construcción. Una segunda herramienta para confirmar las estimaciones de peligros da credibilidad a las cifras.
"Si puede obtener resultados similares con diferentes técnicas, eso genera confianza en que está haciendo algo bien", dice el coautor del estudio, Tom Jordan, geofísico de la USC.
Un sello distintivo del simulador es su uso de la velocidad y la fricción dependiente del estado para aproximar cómo las fallas del mundo real se rompen y transfieren el estrés a otras fallas, a veces provocando terremotos aún más grandes. Desarrollado en UC Riverside hace más de una década, yrefinado aún más en el estudio actual, RSQSim es el primer modelo basado en la física que replica el pronóstico de ruptura más reciente de California, UCERF3. Cuando los resultados de ambos modelos se incorporaron al modelo estadístico de sacudidas del suelo de California, se obtuvieron perfiles de peligro similares.
John Vidale, director del Southern California Earthquake Center, que ayudó a financiar el estudio, dice que el nuevo modelo ha creado una historia realista de terremotos de 500.000 años a lo largo de las fallas de California para que los investigadores la exploren. Vidale predijo que el modelo mejoraría a medida que la potenciacrece y se agregan más física al software. "Detalles como terremotos en lugares inesperados, la evolución de fallas sísmicas a lo largo del tiempo geológico y el flujo viscoso en las profundidades de las placas tectónicas aún no están integrados", dijo.
Los investigadores planean usar el modelo para aprender más sobre las réplicas y cómo se desarrollan en las fallas de California, y para estudiar otros sistemas de fallas a nivel mundial. También están trabajando en la incorporación del simulador en un modelo de movimiento del suelo basado en la física, llamadoCyberShake, para ver si puede reproducir estimaciones de sacudidas del modelo estadístico actual.
"A medida que mejoramos la física en nuestras simulaciones y las computadoras se vuelven más poderosas, entenderemos mejor dónde y cuándo es probable que ocurran los terremotos realmente destructivos", dice el coautor del estudio Kevin Milner, investigador de la USC.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Columbia . Original escrito por Kim Martineau. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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