Revelando la precisión de las predicciones de tsunamis

tsunami Talcahunao Chile 2010

Las personas deben mantenerse alejadas de las áreas costeras durante varias horas después de la ola inicial

Los residentes de las ciudades costeras de Chile recuerdan los catastróficos terremotos que azotaron a su país en 1960 y 2010, no siempre por los terremotos en sí, sino por los tsunamis que les siguieron.

Quienes sobrevivieron al terremoto de magnitud 9,5 de 1960 contaron a los entrevistadores sobre un hombre en Maullin, Chile, quien, después de la primera ola del tsunami, se apresuró a ingresar a su almacén del muelle para recuperar sus pertenencias justo cuando golpeaba la segunda ola. La segunda ola arrastró el almacén hacia el mar y nunca más se volvió a ver al hombre. De manera similar, en 2010 las olas que siguieron a la primera, conocidas como olas de seguimiento, pusieron en peligro la vida de los esfuerzos de rescate posteriores al tsunami.

En 2010, la sociedad tenía una mejor tecnología de alerta de tsunamis que en 1960, pero aún existían debilidades. Una nueva investigación realizada por geofísicos de la Institución de Oceanografía Scripps en la UC San Diego revela las fortalezas y deficiencias de los sistemas de alerta temprana de tsunamis como se experimentó 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 del tsunami.

Ignacio Sepúlveda Oyarzun, un becario postdoctoral en Scripps Oceanography que él mismo 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 lecho marino.

Esa inexactitud no importa tanto cuando golpea una ola de tsunami inicial o principal debido a su gran tamaño, pero las olas posteriores tienen longitudes de onda lo suficientemente cortas que están considerablemente más influenciadas por la forma del fondo marino sobre el que viajan en su camino a las costas. Los pronósticos de olas de seguimiento se ven gravemente afectados por errores de batimetría, dijeron los autores del estudio, con incertidumbres de amplitud de ola hasta en un 35 por ciento.

tsunami Chile 2010Sepúlveda 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 sucederá a continuación.

"Nos hemos preguntado durante mucho tiempo acerca del impacto de los errores de batimetría en los modelos de tsunamis porque los datos de batimetría son una entrada crítica de los modelos", dijo Sepúlveda. "Con este nuevo estudio, ahora podemos responder valiosas preguntas sobre la confiabilidad de las alertas de tsunamis y las evaluaciones de peligros".

Las mejores conjeturas de la ciencia sobre la ubicación de las características del lecho marino como montes submarinos o cañones o arrecifes y sus dimensiones provienen de sondeos, que son medidas físicas de la distancia entre la superficie y el fondo del océano en un lugar determinado. Los sondeos se hacen por barco, pero el proceso es caro. En parte debido al alto precio, solo alrededor del 11 por ciento de la batimetría del océano se ha medido de esta manera.

Las estimaciones de cómo se ve el otro 89 por ciento del fondo marino se derivan de mediciones altimétricas realizadas por satélites de la altura de la superficie del océano. Los satélites infieren cuál es la atracción gravitacional en un punto dado; cuanto mayor es 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 completar los espacios en blanco. Los datos batimétricos alimentan lo que los científicos llaman modelos numéricos, o simulaciones que también se basan en matemáticas e hipótesis "para estimar el comportamiento probable de un tsunami. Los errores en los datos altimétricos pueden hacer que las estimaciones de elevación obtenidas por satélite se desvíen en varios cientos de metros.

"Si bien los altímetros satelitales brindan esta perspectiva global de la profundidad del lecho marino, carecen de la precisión y resolución que obtienen las ecosondas multihaz a bordo de grandes buques de investigación como el [buque de investigación de Scripps] Sally Ride", dijo el geofísico de Scripps Oceanography, David Sandwell.

modelo de batimetría

Imagen: Una comparación de un modelo de batimetría predicho por altimetría (arriba) y mediciones multihaz a bordo de un barco (abajo) en cuatro regiones diferentes muestra que el modelo basado en altimetría no puede capturar las características de escala fina de la batimetría real.

El equipo de Sepúlveda creó un nuevo modelo analizando los datos batimétricos recopilados en varios lugares del mundo y calculando qué tan lejos están esos datos de la realidad. El modelo que crearon genera una estimación del margen de error que puede utilizarse para informar una variedad de otros modelos oceanográficos, incluidos los modelos de propagación de tsunamis.

Utilizaron el modelo para observar pasados tsunamis y encontraron que la ola principal generalmente tiene una longitud de onda tan grande que cualquier error de batimetría hace poco por afectarla. Las ondas de seguimiento, que llegan minutos u horas más tarde, tienen longitudes de onda más cortas, lo que las coloca en una escala más comparable al tamaño de los errores de batimetría. Esas características batimétricas pueden magnificar o atenuar las olas de innumerables formas, al igual que su interacción con las olas rompientes normales.

En Chile, muchas ciudades costeras están construidas alrededor de bahías, que brindan protección natural contra las tormentas la mayor parte del tiempo. Pero cuando golpean olas de tsunami, esas mismas características geográficas pueden enfocar la energía de las olas, creando olas que son más grandes y más localizadas que la primera. Ese fue el caso en 2010, cuando los habitantes del pueblo pesquero de Dichato, Chile, recordaron que fue la tercera ola de tsunami que arrasó con el pueblo, varias horas después del sismo de las 3:30 a.m.

"El estudio sistemático que compara estudios detallados de batimetría de haces marinos y batimetría derivada de satélites resalta 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 la revista Journal of Geophysical Research Solid Earth: Modeling Uncertainties of Bathymetry Predicted With Satellite Altimetry Data and Application to Tsunami Hazard Assessments

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