Los terremotos ocurren cuando las placas tectónicas de la corteza terrestre se desplazan, chocando entre sí al liberarse la tensión acumulada. Sin embargo, otras fuerzas naturales también pueden influir en la actividad sísmica: la dinámica hidrológica, como los cambios en las aguas subterráneas y la capa de nieve, ejerce presión sobre las fallas. Un nuevo estudio del Caltech revela que una mayor tasa de cambio en los niveles de agua subterránea conlleva un aumento notable de la actividad sísmica. El trabajo se publicó en la revista Science Advances .
Por Lori Dajose, Instituto Tecnológico de California
Los cambios en las aguas subterráneas y los terremotos en California
La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Jean-Philippe Avouac, profesor Earle C. Anthony de Geología e Ingeniería Mecánica y Civil. El estudio analizó la actividad sísmica en diversas regiones de California —Los Ángeles, el Área de la Bahía, el Valle Imperial, la Sierra Oriental, etc.— desde 2006 hasta 2022. Los niveles de precipitación en el estado varían según la región; por ejemplo, el norte de California recibe mucha más precipitación que el sur, lo que provoca cambios estacionales más pronunciados en los niveles de agua subterránea.
Mediante nuevos métodos de análisis de datos, los investigadores observaron que las regiones que experimentan cambios más drásticos en los niveles de agua subterránea presentan una mayor variación estacional de la actividad sísmica. En el norte de California, en particular, los cambios en el agua subterránea se correlacionaron con un aumento de la actividad sísmica de hasta un 10 %. Cabe destacar que estos cambios hidrológicos no provocaron terremotos de forma inmediata; el pico de aumento de la actividad sísmica se produjo aproximadamente medio mes después del pico de los cambios en el agua subterránea. Este trabajo aporta información sobre los factores que propician la formación de terremotos.
El estudio también ofrece información sobre cómo las actividades humanas, como la extracción de agua subterránea para el consumo o el bombeo de petróleo, pueden modular el nivel de actividad sísmica.
«Este trabajo nos brinda una nueva oportunidad para perfeccionar los modelos de nucleación sísmica, lo cual es útil para comprender la física de los terremotos y los factores que podrían desencadenarlos», afirma Krittanon (Pond) Sirorattanakul, doctor y exalumno de posgrado de Caltech, autor principal del estudio. «Estas limitaciones son información particularmente útil para el desarrollo de nuevos yacimientos de petróleo o gas, que a menudo implica la extracción de fluidos subterráneos sobre fallas».
Desde los esfuerzos de predicción hasta las fuerzas de las mareas
Aunque aún no es posible predecir los terremotos, el laboratorio de Avouac busca comprender la mecánica de las fallas y cómo responden a las variaciones de tensión. El nuevo estudio ayuda a determinar los parámetros más importantes que contribuyen a los terremotos, lo que mejora los modelos de predicción. Avouac subraya que la predicción no es lo mismo que la observación, sino que consiste en medir las tendencias sísmicas y los promedios a lo largo del tiempo.
El estudio también analizó otro posible factor que influye en los terremotos: las mareas terrestres. A medida que la Luna orbita la Tierra, su masa ejerce una atracción gravitatoria sobre nuestro planeta, provocando que se estire y deforme ligeramente, un proceso conocido como fuerza de marea.
Avouac y Sirorattanakul descubrieron que, si bien la tensión mareal sobre las fallas es del mismo orden de magnitud que la tensión estacional debida a la hidrología, las mareas no aumentan notablemente la actividad sísmica. El equipo sugiere que la escala temporal de la fuerza es importante. La influencia mareal oscila en un ciclo de aproximadamente 12 horas, mientras que la acumulación y disipación de agua subterránea se produce en el transcurso de un año entero.
«La explicación más sencilla es que un terremoto tarda en originarse, mucho más que el ciclo típico de mareas que se produce dos veces al día», afirma Avouac. «Las variaciones de la tensión de las mareas simplemente se compensan entre sí en el centro de la falla».
Persiste un gran interés en detectar cómo responden las fallas a las variaciones de tensión debidas a las mareas o la hidrología. Algunos experimentos de laboratorio han demostrado que los materiales que han sido llevados al límite de su resistencia son más susceptibles a las oscilaciones armónicas —fuerzas que aumentan y disminuyen regularmente, como las mareas o la carga hidrológica estacional—. Algunos investigadores sostienen que la respuesta sísmica a pequeñas tensiones armónicas se vuelve más significativa para las fallas que se encuentran en una situación de tensión crítica y, por lo tanto, tienen mayor probabilidad de provocar grandes terremotos.
El equipo planea continuar trabajando para comprender las propiedades subyacentes a la mecánica de fallas y mejorar los modelos del ciclo sísmico.
Detalles de la publicación
Krittanon Sirorattanakul et al., Ritmos sísmicos: Respuesta de los terremotos a la influencia tectónica, hidrológica y mareal en California, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adz5711
