Revelando la Precisión de las Predicciones de Tsunamis
Los residentes de las ciudades costeras de Chile recuerdan los terremotos catastróficos que azotaron a su país en 1960 y 2010, no siempre por los terremotos en sí, sino por los tsunamis que siguieron.
Los que sobrevivieron al terremoto de magnitud 9,5 de 1960 contaron a los entrevistadores sobre el hombre en Maullín, Chile, que, después de la primera ola del tsunami, se apresuró a entrar en su almacén junto al muelle para recuperar posesiones justo cuando golpeó la segunda ola. La segunda ola barrió el almacén hacia el mar y el hombre nunca fue visto de nuevo. Del mismo modo, las olas posteriores a la primera, conocidas como olas de arrastre, pusieron en peligro la vida de los esfuerzos de rescate posteriores al tsunami en 2010.
En 2010, la sociedad tenía mejor tecnología de alerta de tsunamis que en 1960, pero aún existían debilidades. Una nueva investigación realizada por geofísicos de Scripps Institution of Oceanography en UC San Diego revela las fortalezas y deficiencias de los sistemas de alerta temprana de tsunamis que se experimentaron en el episodio de 2010. El estudio es representativo de gran parte de la investigación científica en el sentido de que no crea nuevas herramientas de predicción, sino que contribuye a evaluar la fiabilidad de los métodos existentes. Los científicos esperan que el trabajo pueda mejorar las predicciones de las olas tras el tsunami.
Ignacio Sepulveda Oyarzun, becario postdoctoral de Scripps Oceanography que sobrevivió al terremoto de Chile de 2010, y sus colegas encontraron una debilidad basada en estimaciones inexactas de batimetría, que es la topografía o profundidad del fondo marino. Esa inexactitud no importa tanto cuando una ola de tsunami inicial o principal golpea debido a su gran tamaño, pero las ondas posteriores tienen longitudes de onda lo suficientemente cortas como para que estén considerablemente más influenciadas por la forma del fondo marino sobre el que viajan en su camino a las costas. Los pronósticos de olas finales se ven gravemente afectados por errores de batimetría, dijeron los autores del estudio, con incertidumbres de amplitud de onda de hasta un 35 por ciento.
Sepulveda dijo que hay buenas noticias en este trabajo, ya que valida la precisión de las principales advertencias de olas de tsunami, pero también proporciona la advertencia de que las personas deben mantenerse alejadas de las áreas costeras durante varias horas después de la ola inicial debido a la imprevisibilidad de lo que sucede a continuación.
“Nos hemos preguntado por el impacto de los errores batimétricos en los modelos de tsunamis durante mucho tiempo porque los datos batimétricos son una entrada crítica de los modelos”, dijo Sepúlveda. “Con este nuevo estudio, ahora podemos responder a preguntas valiosas sobre la fiabilidad de las alertas de tsunamis y las evaluaciones de riesgos.”
Las mejores conjeturas científicas sobre la ubicación de elementos del fondo marino, como montes submarinos, cañones o arrecifes y sus dimensiones, provienen de sondeos, que son mediciones físicas de la distancia entre la superficie y el fondo del océano en un lugar determinado. Los sondeos son hechos por barcos, pero el proceso es costoso. En parte debido al alto precio, solo alrededor del 11 por ciento de la batimetría oceánica se ha medido de esta manera.
Las estimaciones de cómo se ve el otro 89 por ciento del fondo marino se derivan de mediciones de altimetría realizadas por satélites de la altura de la superficie oceánica. Los satélites deducen cuál es la atracción gravitacional en un punto dado; cuanto mayor sea la gravedad, más altos deben ser los montes submarinos.
Este método ha sido utilizado a lo largo de los años por investigadores de Scripps Oceanography que suministran datos oceánicos a Google Maps, entre otros usuarios, para rellenar los espacios en blanco. Los datos batimétricos se alimentan en lo que los científicos llaman modelos numéricos, o simulaciones que también se basan en matemáticas e hipotéticas” para estimar el comportamiento probable de un tsunami”. Los errores en los datos de altimetría pueden hacer que las estimaciones de elevación derivadas de satélites se alejen en varios cientos de metros.
“Si bien los altímetros satelitales proporcionan esta perspectiva global de la profundidad del fondo marino, carecen de la precisión y resolución que obtienen los ecosondas multihaz a bordo de grandes buques de investigación como Sally Ride”, dijo el geofísico oceanográfico de Scripps, David Sandwell.
El equipo de Sepulveda creó un nuevo modelo mediante el análisis de datos batimétricos recopilados en varias ubicaciones de todo el mundo y el cálculo de la distancia de esos datos a la realidad. El modelo que crearon genera una estimación del margen de error que se puede utilizar para informar a una gama de otros modelos oceanográficos, incluidos los modelos de propagación de tsunamis.
Utilizaron el modelo para observar tsunamis pasados y descubrieron que la onda líder generalmente tiene una longitud de onda tan grande que cualquier error batimétrico hace poco para afectarla. Las ondas de arrastre, que llegan minutos u horas después, tienen longitudes de onda más cortas, colocándolas en una escala más comparable al tamaño de los errores batimétricos. Esas características batimétricas pueden magnificar o atenuar las olas de una miríada de maneras, al igual que su interacción con las olas de ruptura normales.
En Chile, muchas ciudades costeras se construyen alrededor de bahías, que brindan protección natural contra las tormentas la mayor parte del tiempo. Pero cuando golpean las olas del tsunami, esas mismas características geográficas pueden enfocar la energía de las olas, creando olas más grandes que las primeras y más localizadas. Ese fue el caso en 2010, cuando los residentes de la aldea de pescadores de Dichato, Chile, recordaron que fue la tercera ola de tsunami que barrió la ciudad, varias horas después del terremoto de las 3:30 a.m.
“El estudio sistemático que compara estudios detallados de batimetría de haz marino y batimetría derivada de satélites destaca las diferencias que pueden tener un gran impacto para mitigar los peligros de las olas secundarias y posteriores de los tsunamis”, dijo la coautora del estudio Jennifer Haase, geofísica de Scripps Oceanography. “También puede ser útil para muchas otras formas en que se utiliza la batimetría derivada de satélites, por ejemplo, para comprender las corrientes oceánicas.”
El estudio aparece en el Journal of Geophysical Research Solid Earth. La Beca John Miles y la Fundación Cecil e Ida Green apoyaron la investigación de Sepulveda. Además de Sepulveda y Haase, los coautores del estudio incluyen a Brook Tozer de Scripps Oceanography, Mircea Grigoriu de la Universidad de Cornell y Philip Liu, quien está asociado con la Universidad Nacional de Singapur, Cornell y la Universidad Central Nacional de Taiwán. El apoyo adicional provino de la Oficina de Investigación Naval, la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Nacional de Investigación de Singapur.
