Midiendo ondas

El departamento de ingeniería civil de Caltech, por aquello de estar en California, se dedica fundamentalmente a lo sísmico: modelos teóricos que usan conceptos de mecánica para entender los terremotos, experimentos que simulan condiciones similares, estudio de la respuesta de un edificio a un terremoto, etc. La tradición viene de viejo: Ritcher y Gutenberg trabajaban aquí cuando desarrollaron la escala que lleva el nombre del primero, allá por 1935. Ahora mismo el departamento está trabajando a destajo analizando los datos que llegan desde Japón. Y es que este es, de lejos, el terremoto de Tohoku es el mejor documentado de la historia.

Los datos que se usan para analizar terremotos vienen de estaciones sísmicas, que a día de hoy, usan GPS para medir el movimiento del suelo en todas direcciones. El problema es que normalmente tampoco hay tantas, y que si el terremoto pilla muy lejos es dificil distinguir la señal del ruido. Del terremoto de Denali (Alaska, 2002), que se considera una de las pruebas más claras de la existencia de terremotos de tipo supershear (básicamente, con una de las ondas propagándose a velocidad supersónica), apenas se sacaron medidas en un par de puntos, más alguna foto legendaria:

Gaseoducto en Alaska después del terremoto de Benali; antes era recto.

La cosa es algo distinta en Japón, especialmente desde que hace unos años se acabara de instalar la red GEONET, que cuenta con más de 1200 puntos de medida. El principal objetivo es analizar los datos en tiempo real, para proporcionar un aviso lo más rápido posible. La cosa funciona más o menos así: si una estación registra una medida que parece un terremoto, el sistema comprueba si el restro de las estaciones empiezan a registrar medidas coherentes (de la misma amplitud, un poco más tarde, etc.). Una vez el sistema decide que se trata de un terremoto, y no de ruido  en el aparato de medida o algún otro error, hace una estimación de la magnitud y del epicentro, y manda la señal de aviso. Por refinado que suene todo eso, el sistema no es capaz de dar más que un par de minutos de margen. Esto no es suficiente para alertar a la población, pero sí para tomar una serie de medidas que evitan que la situación sea mucho peor: cortar la distribución de gas y combustibles, parar trenes y aviones, avisar a los cirujanos de que más les vale sacar el bisturí del paciente… Cosas así, donde dos minutos son clave.

El sistema ha servido también para tener una  cantidad sin precedente de puntos de medida registrando un terremoto. Es la primera vez que se logra ver la onda, avanzando por el país, como muestra el siguiente vídeo, que muestra el desplacamiento horizontal (izquierda) y vertical (derecha) de cada estación con una flecha. La escala puede verse abajo, ampliando el vídeo.

Al principio no hay actividad, salvo algunos puntos sueltos, que son ruido del sistema. De repente, como a los tres segundos, el terremoto empieza, una masa de azul y rojo, que se establece. Al sur puede verse, de forma clarísima, el avance de la onda, hasta el punto de que puede estimarse la longitud de onda. Parte de la deformación se convierte en permanente, lo que evita que se vea bien la réplica, que tiene lugar aproximadamente a los 23 segundos. Para eso está este segundo vídeo, en el que han restado esa deformación, para ver mejor el segundo terremoto:

Nada que ver con el primero, una onda mucho más pequeña que se disipa rápidamente, y eso que un terremoto de 7.9 sigue siendo una cosa seria. Hay que recordar que las escalas de medida (tanto Ritcher como su sucesora, la escala de magnitud de momento) son logarítmicas en base diez, esto es, un punto de distancia implica un factor diez. Así, un terremoto de escala siete tiene diez veces la intensidad de uno de escala seis, cien veces la de uno de escala cinco, etcétera.

El terremoto inicial, de escala 9 (poca broma), fue lo bastante fuerte para activar prácticamente todas las estaciones de Japón, y generar una cantidad de información sin precedentes. Ahora sólo queda ver si puede sacarse algo que sirva para estar mejor preparados para el siguiente. Y ahí andan, procesando datos a destajo.

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2 Responses to “Midiendo ondas”

  1. Los 2 minutos de ventaja que la ciencia le saca al terremoto Says:

    […] Los 2 minutos de ventaja que la ciencia le saca al terremoto comoelagua.wordpress.com/2011/03/25/midiendo-ondas/  por Asumido hace 3 segundos […]

  2. Goethita Says:

    Impresionante foto….

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