jueves, 28 de abril de 2016

EL CAMBIO CLIMÁTICO, EL MOVIMIENTO DEL EJE TERRESTRE Y LA DINÁMICA CORTICAL

NUEVA TRAYECTORIA DEL POLO NORTE, OBRA HUMANA Y UN PROBLEMA PARA LOS GPS (FOTO NASA)


Durante la mayor parte del siglo XX, el Polo Norte físico se movía hacia el oeste cerca de 10 cm anuales rumbo a la Bahía de Hudson, en Canadá. Pero en el año 2000 se produjo un cambio brusco en la trayectoria, unos 75º al este, entonces comenzó a desplazarse cerca de 17 cm cada año hacia las Islas Británicas. Antes se había movido un máximo de 12 m.

Groenlandia y la Antártida están sufriendo pérdidas masivas de hielo, el agotamiento de los acuíferos en Eurasia es relativamente una pérdida mucho menor, sin embargo, está siendo mucho más influyente y determinante a la hora de modificar la trayectoria del eje terrestre. 

Vemos que todo está conectado, el eje de la Tierra, las masas de hielo, la cantidad de agua subterránea... Estos repartos de peso tienen también otras consecuencias, por ejemplo, ¿influyen en la sismicidad o el vulcanismo?



OSCILACIONES EN EL EJE DE LA TIERRA
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Cada vez que preparamos un programa de radio en Radio Euskadi, en La Mecánica del Caracol, con Eva Caballero, y en el caso que me toca, que es toda aquella actualidad relacionada con las Ciencias de la Tierra y cómo nos afecta en el día a día, vemos que aparecen nuevos estudios, acontecimientos pasados o actuales e impactantes relacionados con la dinámica planetaria que, en cierto modo, nos desconciertan o nos sorprenden, nunca nos dejan indiferentes.

Con este nuevo estudio sobre la modificación de trayectoria en el eje de nuestra redonda casa común, debida a un reparto de masas a causa del cambio climático antropogénico, Eva me envió un guión para el programa del miércoles 27 de abril de 2016 que se puede escuchar más abajo, lleno de reflexiones acertadísimas de cómo cualquier variación en alguno de los parámetros —que han permanecido en equilibrio a lo largo de los milenios— puede provocar una reacción global inesperada.

Todo está interconectado, lo sabemos y siempre lo recordamos, lo que ocurre es que cada vez más estudios, cada vez más publicaciones, nos recuerdan que los cambios atmosféricos y los telúricos se encuentran en estrecha relación, algo que es ya una mirada emergente cada vez más presente entre los científicos de nuestras disciplinas terrestres.

Las actividades humanas industriales y nuestro nuevo estilo de vida, con emisiones de gases y otros cambios que hacen el clima más extremo, conllevarán en no muy largo plazo, un aumento de más de 4°C en la media del planeta. Mientras tanto, lluvias nunca vistas y sequías prolongadas comienzan a ser normales, los mapas urbanísticos ya se modifican para planificar nuestras ciudades. Son las ciudades de la tercera revolución urbana.

Las respuestas más profundas que se darán, sin duda, y afectarán a nuestras ciudades, entre ellas los reajustes corticales debidos a los "climatequakes" o terremotos climáticos, erupciones en zonas volcánicas y por supuesto, ciclones, huracanes y tornados, amén de las grandes sequías y períodos anormalmente lluviosos, no sólo se deberán a estas variaciones en el reparto de las masas del planeta, también y como consecuencia de ello, la Tierra bascula.

De momento, el riesgo no es catastrófico, aunque sí algo preocupante y sobre todo molesto para los aparatos de medición GPS, cada vez más necesitados de cierta finura de resolución, sin embargo, este fenómeno se suma a la modificación de los tan trastocados patrones climáticos, y sabemos que pequeñas variaciones pueden resultar en grandes respuestas.

El riesgo es una noción típica de la modernidad, ha crecido con ella, domina en la actualidad a la sociedad y a su unidad construciva, la ciudad, y por lo tanto, lo que hay en ella: todas las costumbres y relaciones sociales. Podemos afirmar que ya somos la sociedad del riesgo. Si ciertas condiciones amables para nuestro estilo de vida moderno se ven alteradas, la vida humana queda amenazada. Esto no significa la reacción vengativa del planeta, son maneras desequilibradas de relacionarnos con el medio que garantiza nuestra existencia.


Antonio Aretxabala, Pamplona, 28 de abril de 2016



"Si tomamos la típica bola del mundo y la hacemos girar suavemente, veremos cómo la Tierra se mueve alrededor de un eje fijo, para eso le ponen unos tornillos, para que esté bien sujeta y para que gire con armonía. Pero nuestro planeta no funciona exactamente así. El eje de rotación no está fijo, de hecho se desplaza alrededor de los polos, y eso hace que el movimiento de rotación sufra bamboleos. Nosotros no nos damos cuenta pero estos bamboleos deben tenerse en cuenta en cualquier aparato de medición, GPS, satélites, observatorios terrestres…

Podemos explicar esta cuestión de que el eje de rotación de la Tierra se mueve, lo hace como una peonza, gira sobre su propio eje, se desplaza con el movimiento y además oscila, con ese bamboleo cuyo ritmo depende de varias cosas:

- En torno al año 2.000 el eje de rotación de la Tierra giró bruscamente hacia el oeste y avanza a un ritmo muy rápido, unos 17 cm al año, en dirección a las islas Británicas. Para tener una idea de la precisión de los estudios científicos se debe destacar que el mayor desplazamiento observado hasta ahora del eje de la Tierra ha sido de unos 12 metros. ¿Cual puede ser la causa de este bamboleo inesperado? Nuevos estudios nos dicen que se trata de un rápido reparto de las masas de agua en todo el mundo que contribuyen a las oscilaciones de rotación de la Tierra. Estudios anteriores han identificado muchas conexiones entre los procesos en la superficie o en el interior de la Tierra y las formas errantes de nuestro planeta. 

- Nos encontramos entonces en una situación en la que la pérdida o aumento de hielo en unas zonas, la sequía y el agotamiento de las aguas subterráneas en otras, alteran la posición del eje de rotación. Entendemos que los polos sean zonas sensibles, pero sequías hay en otras partes del mundo, ¿por qué esta situación en la India tiene un efecto tan importante?

- Vemos que todo está conectado, el eje de la Tierra, las masas de hielo, la cantidad de agua subterránea... Estos cambios de peso tienen también otras consecuencias, por ejemplo, ¿influyen en la sismicidad o el vulcanismo?"


Figura 1: Incremento de la sismicidad (terremotos de 5, 6 y 7 grados de magnitud) desde 1973 hasta 2015 coincidiendo con la elevación decimétrica del nivel del mar debida a la fusión del hielo de glaciares, polos y continentes, y el aumento de volumen debido al incremento de la temperatura de los océanos. Fuente: dlindquist.com

Figura 2: Incremento de la sismicidad (M > 3) en Oklahoma (EEUU) entre 1973 y 2015 debida según diversos estudios norteamericanos como los del USGS o la NASA y varias universidades, a la expansión de la fractura hidráulica (fracking) y el incremento de inyecciones de aguas residuales de la industria de los hidrocarburos y también urbanas, en una zona que hasta hace bien poco era considerada de baja sismicidad, hoy Oklahoma ha adelantado a California en el registro de terremotos anuales.

Figura 3: Las imágenes de satélite muestran el retroceso del Mar de Aral entre 1973 y 2009.

Han sido muchas las ocasiones en que hemos recalcado estos fenómenos a través de los años de programa en la Mecánica del Caracol, también en publicaciones científicas, divulgativas, congresos, ciclos de conferencias..., y vemos también como cada vez más científicos se suman al carro de esta mirada holística; nuestras actividades industriales, nuestro estilo de vida, son capaces de infligir profundos cambios planetarios: disparar terremotos, estimular el vulcanismo, cambiar la trayectoria en el eje de la Tierra (figuras 1 y 2)...

Antes de este estudio presentado por la NASA se asumía que el agua jugaba un importante papel en el proceso de movimiento y variación del eje terrestre, el mayor culpable era sin duda el cambio climático y el deshielo de Groenlandia (figura 4). Sin embargo los investigadores han mostrado a través de modelos matemáticos que los cambios en Groenlandia por sí mismos no generaban suficiente energía para apresurar de tal forma la rotación de los ejes terrestres hacia el este. Calcularon entonces que algo al este de Groenlandia tendría que estar emitiendo una atracción extra para mover al Polo Norte de una manera tan acentuada y ese algo estaba sucediendo en el agua de Eurasia. 

La perdida de agua en varias zonas entre Europa y Asia (ver figuras 3 y 4), para ser más exactos a 45º de latitud, muy cerca de la India, es la clave de lo que afecta de una manera amplificada al cambio del eje de rotación terrestre. El equipo utilizó datos de anomalías gravitacionales tomadas desde el satélite GRACE para alimentar sus simulaciones. Con estas modelizaciones ahora sabemos que el eje de la Tierra es particularmente sensible a los cambios en la masa de agua de las latitudes medias.

Figura 4: El reajuste de las masas de agua debidas al cambio climático es responsable del movimiento del eje (Tech Insider)


De hecho en tanto que Groenlandia y la Antártida están sufriendo pérdidas masivas de hielo, el agotamiento de los acuíferos en Eurasia es relativamente una pérdida mucho menor, sin embargo mucho más influyente y determinante a la hora de modificar la trayectoria del eje terrestre. Y ahí estaba la respuesta: en Eurasia. “La mayor parte de la respuesta total es un déficit de agua en Eurasia: el subcontinente indio y la zona del Mar Caspio”, dijo Adhikari, uno de los calculistas. Esta región ha perdido masa de agua debido al agotamiento de los acuíferos y la sequía, pero la pérdida no es mucho mas grande que el cambio de masa en las capas de hielo. Así, una pérdida pequeña tiene un efecto tan grande y fuerte. El eje de rotación es muy sensible a los cambios que se producen en torno a los 45 grados de latitud, sea al norte o al sur. Los cambios en el subcontinente indio, donde muchos acuíferos se han agotado y lagos y mares se han secado, son los más importantes.

Figura 5: Cambios en el almacenamiento terrestre de agua en términos de altura de agua entre dos períodos (desde enero de 2005 a diciembre de 2011 y desde enero de 2012 hasta diciembre de 2014) derivado de las observaciones mensuales de GRACE. Corresponde a la figura 4 del estudio de Surendra Adhikari y Erik R. Ivins en Science Advances.

La investigación es algo preocupante, ya que sugiere un patrón de la deriva del Polo Norte, el cual tiene un fuerte vínculo con el clima. Hay un lado positivo, sin embargo: ahora veremos los registros anteriores de las derivas polares, la actual la habíamos mantenido constante durante 115 años, así que también los nuevos datos podrían ser el comienzo de un registro exhaustivo sobre los cambios de agua y de hielo en toda la Tierra, su implicación en los patrones climáticos y el devenir de las especies que dieron lugar al mono desnudo que acaba de despertar a que sus actividades tienen profundas y contundentes respuestas planetarias. El Niño Godzilla de 2015-2016 poco a poco se desvanece, esperemos que su próximo despertar sea tranquilo.

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PROGRAMA DE LA MECÁNICA EL CARACOL CON EVA CABALLERO
27 DE ABRIL DE 2016 (a partir del minuto 30)

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lunes, 18 de abril de 2016

EL TERREMOTO DE ECUADOR DEL 16 DE ABRIL DE 2016

DAÑOS ESTRUCTURALES SEVEROS EN LA ZONA EPICENTRAL (ECUADOR, 16 DE ABRIL DE 2016). Fuente BBC

Ecuador, aunque en menor medida que algunos países de Europa, había comenzado a sufrir su propia amnesia sísmica.

Desde 1900 se conocen siete terremotos históricos de magnitud 7 o superior en un radio de acción de unos 250 km de este último de abril de 2016 (magnitud 7,8 e intensidad VIII).


La NE-SE-DS de 2011 (norma de construcción sismorresietente ecuatoriana) contempla la costa como la zona más vulnerable, con aceleraciones del suelo debidas a fenómenos sísmicos por encima de 0,5g (la mitad de la aceleración de la gravedad).



1. CHOQUE DE PLACAS

La placa de Nazca se introduce hacia el este bajo la placa de América del Sur a una velocidad de poco más de unos 6 cm al año (ver figura 1). Esta subducción con empuje y arrugamiento a lo largo de toda la trinchera del Ecuador y la Fosa de Perú-Chile al sur, es la responsable de elevar la corteza e impulsar hacia arriba la cordillera de los Andes.

Es aquí donde se han producido algunos de los terremotos más grandes del mundo, incluyendo el terremoto conocido más grande de la historia: el terremoto M 9,5 del sur de Chile en 1960. La zona de rotura afectada por este último terremoto de abril de 2016 frente a la zona más turística de Ecuador tendría aproximadamente 160 km de largo, 60 km de ancho y una profundidad de unos 20 km.

Figura 1: La placa de Nazca choca contra la placa sudamericana y se introduce bajo ella.


2. EL TERREMOTO DE ECUADOR DEL 16 DE ABRIL DE 2016

A las 18.58 hora local del 16 de abril de 2016  la tierra tembló en el noroeste de Ecuador, en la provincia costera de Esmeraldas, fronteriza con Colombia. Es el más dañino de los terremotos registrados en las últimas tres décadas en Ecuador, se sintió en todo el país. El epicentro se localizó en el océano Pacífico a una profundidad de unos 20 kilómetros y a 28 de la costa, Quito, la capital, se encuentra a 175 km al este.

Centenares de réplicas de hasta 6,1 de magnitud son el legado de reajuste cortical que aún continúa. Es uno de los peores terremotos que ha sufrido América Latina en la última década, después del que en 2007 golpeó a Perú en Pisco con casi 600 muertos y en 2010 a Chile con una magnitud de 8,8 con más de 150 fallecidos y grandes daños materiales.

Pero sin duda el más destacable de todos los terremotos de América es con su catástrofe humanitaria, el de Haití de ese mismo año, con más de 300.000 muertos y un país en ruinas que no puede recuperarse.

En la siguiente figura 2 puede verse la zona de intensidad destructiva más notable (VIII) al sur de Esmeraldas y oeste de Quito.

Figura 2: Mapa de intensidades del terremoto M 7,8 del 16 de abril de 2016, obsérvese la zona con más daños al sur de Esmeraldas (VIII) Fuente: USGS


3. UN POCO DE HISTORIA Y NORMATIVA SISMORRESISTENTE

Ecuador tiene una historia sísmica notable, sus gentes conocen bien el fenómeno y los estándares de construcción así como pedagógicos en caso de temblores están notablemente avanzados (ver figura 3) lo cual minimizaría enormemente los daños y las desgracias si se cumpliesen completamente, pero esto no es así. Queda mucho por hacer, sobre todo en cuanto a la concienciación de una población que como en casi todos lo países vulnerables al daño sísmico, olvida muy pronto. "Sabíamos que podía ocurrir algo así en cualquier momento, la zona había tenido sismos con anterioridad pero la mayoría de la población no tenía ni idea qué hacer porque esto no ocurre frecuentemente", reconoce Alexandra Alvarado, jefa del área de Sismología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional del Ecuador. En Ecuador existen muchas construcciones precarias que no cumplen la normativa.

Desde 1900 se conocen siete terremotos históricos de magnitud 7 o superior en un radio de acción de unos 250 km de este último de abril de 2016 de magnitud 7,8 e intensidades muy extendidas de VIII. Como puede verse en el mapa de zonificación sísmica de la figura 3 de abajo, la NE-SE-DS (norma de construcción sismorresietente ecuatoriana) se contempla la costa como la zona más vulnerable, con aceleraciones del suelo debidas a fenómenos sísmicos por encima de 0,5g (la mitad de la aceleración de la gravedad). Otra cuestión es su cumplimiento que en las edificaciones nuevas según diversas fuentes rondaría entre el 30 y el 40%.

El 14 de mayo de 1942, se produjo un terremoto también de 7,8 a 43 km al sur del epicentro del fuerte terremoto del 16 de abril de 2016. El 31 de enero de 1906 un terremoto de 8,3 produjo además un tsunami que causó daño en la región de con cerca de 1.500 fallecidos. El 6 de marzo de 1987 el impacto de otro terremoto de 7,2 mató aproximadamente a unas 1.000 personas.
Este nuevo terremoto M 7,8 del 16 de abril de 2016, frente a la costa norocidental de Ecuador, se produjo,al igual que los anteriores, como resultado de la fricción debida al empuje de fallas poco profundas cerca del límite entre las placas de Nazca y Pacífica (figura 1).
Figura 3: Zonificación sísmica de Ecuador. Zonas sísmicas y curvas de peligro sísmico según la norma de construcción NE-SE-DS en térmicos de aceleración sísmica. La norma completa aquí. Fuente: Gobierno de Ecuador.


4. TIPOLOGÍA DE LOS TERREMOTOS DE LA ZONA 

La mayoría de los grandes terremotos en América del Sur están limitados a tres tipos de profundidades, existiendo una zona entre 300 y 500 km de profundidad donde no hay actividad sísmica (ver figura 4):


 4.1. TERREMOTOS SUPERFICIALES
Los más superficiales y localmente dañinos (figura 4 en rojo) llegan hasta los 70 km de profundidad, siendo la mayoría entre 10 y 60 km. Desde 1900 hay datados bastantes terremotos (de magnitud 8 o mayores) de estas características, son grandes terremotos que normalmente vienen acompañados de tsunamis devastadores, como el terremoto de 1960 (M 9,5) al sur de Chile, aún es el terremoto histórico más grande registrado instrumentalmente por la humanidad. Destaca el terremoto de 1906 M 8,5 en Esmeraldas, en esta misma provincia de Ecuador. En 1922 cerca de Coquimbo en Chile otro evento golpeó con una magnitud de 8,5. En Perú, el terremoto de Arequipa en 2001 con 8,4. El de Pisco en 2007 (M 8,0) y el devastador terremoto M 8,8 de Chile de febrero de 2010.

 4.2. TERREMOTOS DE PROFUNDIDAD MEDIA

Los grandes terremotos de profundidad intermedia (entre 70 y 300 km más o menos, figura 4 en verde) se producen dentro de la placa de Nazca como resultado de la deformación interna de la propia placa. Estos terremotos generalmente se agrupan bajo el norte de Chile y el suroeste de Bolivia, y en menor grado por debajo del norte de Perú y sur de Ecuador. La mayoría de estos terremotos ocurren junto a la curva de la costa entre Perú y Chile. El terremoto de profundidad intermedia más reciente en esta región fue el terremoto M 7,8 de Tarapacá en Chile en 2005.

 4.3. TERREMOTOS PROFUNDOS

Los terremotos de profundidades mayores de 600 km son conocidos en el área afectada (figura 4 en azul); desde los 300 hasta unos 500 km hay una zona de sombra donde no se registra actividad sísmica. Entre los 500 a 650 km sí la hay, se concentran en dos zonas: una que corre por debajo de la frontera Perú-Brasil y otra que se extiende desde el centro de Bolivia hasta el centro de Argentina.

Estos terremotos generalmente no presentan grandes magnitudes. La excepción fue el terremoto de 1994 en el noroeste de Bolivia. Este terremoto M 8,2 ocurrió a una profundidad de 631 km, ha sido durante dos décadas el mayor terremoto de foco profundo registrado instrumentalmente, al ser tan profundo y potente, se sintió en toda América del Sur, Central y del Norte. En mayo de 2013 un terremoto de 8,3 a 610 km bajo el Mar de Okhotsk, en Rusia, fulminó el récord de terremoto profundo más enérgico. Entonces el de Bolivia de 1994 se quedó con la medalla de plata, este terremoto ruso de mayo de 2013 se sintió en tres continentes: Europa, Asia y América.

Figura 4: Al igual que en otras zonas de Suramérica el perfil de oeste a este (Perfil A) muestra los terremotos sucedidos entre 1900 y 2007 (puntitos de colores por profundidad y de tamaño por magnitud). Los de tipo superficial (en rojo) cercanos al mar, los intermedios (verde) más hacia el oeste, la zona de sombra donde no se detecta sismicidad y finalmente (en azul) los terremotos de foco profundo. En amarillo se pueden ver los volcanes activos. La trama amarilla que se ve en la zona afectada por el último terremoto de 7,8 de abril de 2016 indica que se trata de una zona de ruptura. Tanto la escala vertical como la horizontal viene dada en km. Fuente: USGS.



5. EL CURIOSO FENÓMENO DEL TERREMOTO DOBLE 

La madrugada del 24 al 25 de noviembre de 2015 se produjo en algún lugar de la frontera entre Perú y Brasil un fenómeno que casi no tiene precedentes por su simultaneidad y magnitud: un terremoto doble con dos eventos de escala 7,6 en cinco minutos que fue sentido en al menos siete países. Los habitantes de Brasil y Perú lo vivieron bajo sus pies, se sintió en Chile, Bolivia, Argentina, Colombia y Venezuela. 

Este evento sísmico de noviembre de 2015 a más de 600 km de profundidad afortunadamente no pasó a la historia por haber sido destructivo y derivar en numerosas víctimas o grandes pérdidas económicas, se quedó en los círculos de expertos como una curiosidad, explicable, pero que nos ayuda mucho a comprender la poderosa dinámica profunda de este planeta que nos sustenta.