Las mareas, el motor en la mecánica litosférica
Introducción
Para la ciencia los terremotos son impredecibles.
Se cree conocer los procesos dinámicos que los generan, pero el momento en que ocurren se considera imposible de prever, porque parecen ser el resultado de manifestaciones no lineales de la corteza terrestre, y la evolución de los sistemas caóticos son imprevisibles, por su sensibilidad exponencial a los cambios en las condiciones iniciales.
Actualmente, la previsión sísmica queda acotada a un ámbito local y referido al pronóstico de réplicas de terremotos importantes, o bien para cálculos de recurrencia, consecuencia de la aplicación de observaciones y trabajos como los de
Gutenberg, Richter,
Omori o
Bath.
Para la sismología, las fuerzas que provocan los terremotos se encierran exclusivamente dentro de la propia Tierra, y no encuentran patrones de cadencia matemática, se cree que suceden de forma aleatoria, sin ningún orden, ni estacionalidad.
Pero la mejor manera de demostrar que la evolución de un sistema considerado caótico deje de serlo es relacionarlo estadísticamente con un sistema cíclico, cuya dinámica afecte sustancialmente al primero, como puede ser en la Tierra el efecto de las mareas lunares y solares.
Las variaciones de marea son predecibles, por ser efectos derivados de las posiciones orbitales de la Luna y el Sol relativas a la Tierra, y de nuestra rotación. Las mareas oceánicas desplazan miles de millones de toneladas de agua de forma cíclica dos veces al día generando una poderosa dinámica sobre las placas, además
las mareas sólidas también deforman la corteza terrestre.
No es una hipótesis nueva. Desde la antigüedad se ha asociado a la Luna, llena o nueva, con los terremotos, pero los medios técnicos disponibles en el pasado hacían imposible llegar a una conclusión definitiva.
Más recientemente, en los últimos 60 años, han sido muchas las investigaciones dirigidas a buscar la relación entre mareas y terremotos [1]. Todas han sido negativas, a excepción de alguna que después de un ingente trabajo, encontró escasa correlación, menos de un 1%, y solo para determinadas magnitudes a nivel local. Otras investigaciones encontraron la relación global solo para terremotos pequeños pero no para los grandes, otras para los terremotos grandes (muestra pequeña) pero no para los pequeños.
Creo que entre otras causas, el motivo de tan pocos resultados concluyentes pudo ser debido, por incongruente que parezca, a que estos estudios [1] eligieron el camino aparentemente más lógico. Porque al intentar buscar una relación clara entre las mareas con la sismicidad, lo hicieron dirigiendo su atención hacia el cuerpo celeste responsable de la mayor parte del efecto (70%) la Luna, "despreciando" al astro responsable del 30% restante, el Sol.
Lógicamente suponían que si hubiese una relación clara la encontrarían con el astro que provoca la mayor parte del efecto, sin reparar en que los ciclos lunares, y los períodos entre sicigias lunisolares, son demasiado cortos y el efecto de marea lunar en los terremotos, suele quedar frecuentemente enmascarado por la distribución natural del estrés de la corteza (reacomodación de la corteza terrestre, réplicas) provocado por terremotos que ocurrieron en una fase lunar anterior, o por "avisos" (precursores) de otros que ocurrirán en la fase siguiente, "contaminando" sustancialmente el resultado estadístico.
Para encontrar la relación de forma rotunda, es necesario recurrir a la opción "más ilógica", al Sol [2].
Pasa que los ciclos anuales de marea relativos a la gravedad del Sol (mareas entre perihelios) son mucho más largos que los ciclos lunares, y la sísmica relacionada con este ciclo de marea solar está exenta en gran medida de “enmascaramiento sísmico” (precursores y réplicas) por su duración. Seis meses alejándonos del Sol y otro seis meses acercándonos, es un ciclo suficientemente largo para compararlo de manera fiable y concluyente con la sismicidad.
Esta relación estacional inequívoca entre ciclos anuales de marea solar (de afelios a perihelios y viceversa) con la sismicidad, me ha servido de base para iniciar, y comprobar posteriormente, la evolución sísmica relacionada con ciclos de marea más cortos, como son los períodos entre sizigias lunisolares (quincenales), o mensuales, como los ciclos sísmicos relacionados con apogeos y perigeos lunares, así como con ciclos más cortos aún (diurnos y semidiurnos).
La consecuencia más aparentemente llamativa (ya que hablamos de relación entre mareas y terremotos) es que en la sismicidad se encuentran
HORAS más probables para cada lugar (el valor predominante del ángulo horario del vértice de marea en el momento de los terremotos en cada área sismogénica) y que elimina un eventual carácter espurio (reiterando la relación observada en diferentes ciclos), considerando además las poderosas dimensiones de las fuerzas implicadas que apuntan a una relación causal.
Tras el resultado de este primer estudio [2] se deduce, al contrario de lo que se creía [3], la regularidad mareal impone una sismicidad estacional (una cíclica sísmica teóricamente previsible) modificando el paradigma de forma radical, ya que al disponer de un modelo que relaciona las variaciones orbitales con la sismicidad, sería posible en principio, pronosticar terremotos con éxito.
Este cambio de paradigma obliga a introducir en la “ecuación" nuevas fuerzas: las generadas por las propias mareas. Fuerzas aparentemente débiles para influir en la dinámica tectónica, pero que parecen ejercer una dinámica decisiva.
La búsqueda de la fuerza motriz en la tectónica de placas ha sido uno de las principales objetivos de la geofísica moderna. Nunca se ha comprendido en su totalidad su mecanismo, pero las mareas pueden establecerse como la base epistemológica de la tectónica de placas.
Ya hace más de un siglo el mismo Alfred Wegener sugirió como posible motor tectónico al "Polflucht" consecuencia de la fuerza centrífuga de la rotación terrestre, generando la deriva continental hacia el ecuador y el oeste [9] pero a Sir Harold Jeffreys no le resultó muy complicado demostrar el error, "refutando con un cálculo de energía” la teoría en su totalidad, y retrasando el reconocimiento del descubrimiento del sabio alemán.
Durante muchos años ha sido el efecto de “cinta trasportadora” el modelo predominante de la actual tectonofísica, pero en ese modelo también “chirrían los cálculos de energía”.
En tiempos recientes varios autores [9] han atribuido al efecto de marea la responsabilidad en la deriva hacia el oeste de la corteza en relación al manto. Describen el mecanismo como la combinación del efecto de arrastre marea generado por la rotación terrestre en una corteza flotante sobre un manto más o menos viscoso.
Los mecanismos que generan las fuerzas de marea en la corteza y todo el sistema de placas es diverso, y alguno de ellos mucho más determinante para la cinética y cinemática litosférica.
El modelo que propongo se basa en la acción del gradiente de latitud de la marea, y en consecuencia, en la física del rozamiento asimétrico interplaca.
La acción de la marea y la interacción entre diferentes tipos de mareas (sólidas y oceánicas) no solo desvela el instante más probable del “disparo sísmico” en las fallas próximas al límite de resistencia [4] sino que podría erigirse en el verdadero motor de las placas, a las que impelería y reorientaría en su evolución sobre el manto. Los gradientes de fricción interplaca, consecuencia del “gradiente de marea ecuador-polos”, generarían las inercias necesarias entre las mismas placas tectónicas, provocando los choques, tensiones y esfuerzos en el propio "mosaico de placas", impeliendo o frenando su velocidad y modificando su trayectoria.
Este gradiente impone momentos de torsión permanentes que condicionan la geometría de las placas y sus vectores de rotación.
Mirar la tectónica desde esta perspectiva convierte a la litosfera en un sistema acoplado a la mecánica celeste, donde la velocidad y orientación de las placas no dependen solo de la flotabilidad térmica interna, sino del trabajo mecánico realizado por el campo gravitatorio lunisolar.
La importancia dinámica de las mareas en la corteza de nuestro planeta es de tal magnitud que representaría el auténtico motor tectónico. Dinámica en la que parecen haber estado escondidas todo este tiempo las claves del pronóstico sísmico. Claves que destruyen el mito de su imposibilidad.
La metodología utilizada para comparar la tendencia sísmica
terrestre con la tendencia de la fuerza de gravedad solar [2] fue la siguiente:
Se
trataba de comparar mediante la herramienta de línea de tendencia de los
gráficos del programa Excel, si había coincidencia con el signo (+ o -) del
valor de la ecuación de la tendencia cronológica de la serie de terremotos,
como en el gráfico siguiente, en el que coincide la tendencia negativa de la
fuerza de gravedad solar (período de perihelio a afelio) con la tendencia
negativa de la ocurrencia de terremotos (disminución cronológica en la cantidad
y/o magnitud de seísmos).
Instituto Geofísico
del Perú

Universidad Nacional
de México
Resultaba tan sorprendente la conclusión (tan contraria a lo establecido) que repetí el trabajo, pero recurriendo esta vez a los datos suministrados por
USGS (United States Geological Survey) ampliando el estudio a todos los terremotos de magnitud mayor o igual a 4, en un período superior: desde el día 1 de enero de 1976 hasta el 1 de enero de 2014 (centenares de miles de terremotos, concretamente 320494 seísmos).
El resultado estadístico era también concluyente confirmando en un porcentaje algo menor, pero alto (67,11%) la coincidencia de tendencia de gravedad solar con la tendencia sísmica (
ejemplo del trabajo para el año 1991).
Cálculo de la posición y fuerza de los vectores (vértices de marea lunisolar) en el momento de cada terremoto
Con la gravedad lunar y lunisolar (sizigias y perigeos) ya había observado unos días antes cierta correlación. El método utilizado era tanto o más sencillo que el anterior [6], pero ahora el reto consistía en comprobarlo con más rigor.
Para ello necesitaba calcular la posición de los vértices de marea lunisolar en el momento de ocurrir cada terremoto, para comprobar si hay un patrón geográfico entre las coordenadas de los vértices de marea y las coordenadas de los epicentros, en el momento de ocurrir los terremotos, ya que si así fuera nos permitiría determinar las horas más probables para cualquier lugar. Además la existencia de un valor característico en la fuerza en el momento de su desencadenamiento significaría poder determinar los días más probables en que ocurren.
Para ello utilizo las fórmulas siguientes implementadas en Excel:
1) Para cada astro (fuerza y dirección):
® ®
Fy = I F I.(cos(declinación)).sin(AR)
Fx = I F I.(cos(declinación)).cos(AR)
® ®
Fz = I F I.sin(declinación)
2) Para la resultante de los diferentes astros (F1 F2 F3, etc) aquí Luna y Sol
® ® ®
å Fx å Fy å Fz
III III III
F1 F2 F3
®
I Ftotal I = √(F12 + F22 + F32)
3) La declinación y la Ascensión Recta de la resultante (posición de uno
de los dos vértices de marea (latitud y Longitud):
®
declinación (latitud) = arc tan
(F3 / I √(F12 + F22) I)
AR (Longitud) = arc tan Fy / Fx
Se han estudiado con este método la sismicidad en diferentes áreas
sismogénicas de la Tierra [7] comprobando la existencia del patrón mareal.
Así mismo se ha comprobado la existencia de la “fuerza característica
sísmica” de marea en el momento de ocurrir los terremotos a nivel global desde
el año 2019 [8] (gráfico 1) en una clara distribución gaussiana.
También se aprecia una mayor probabilidad de ocurrencia en valores más
altos de marea (gráfico 2).
En este análisis de probabilidad condicionada se ve cómo los
terremotos se disparan más frecuentemente en valores más frecuentes de marea,
pero se disparan más probablemente en valores de “ventana” de fuerza altos
(Frecuencia Absoluta frente a Probabilidad).
gráfico 1
gráfico 2
Mi aportación se circunscribe a este último punto 4.
Si
hacemos zoom sobre la imagen de las cuatro placas centrándonos en “C” y “D”
(placas Nazca y Suramericana, siguiente imagen)
Referencias y enlaces:
Comentarios
Publicar un comentario
Denos su opinión