Un nuevo análisis de la directividad de la ruptura sísmica proporciona información esencial para las evaluaciones de riesgos y peligros sísmicos en áreas urbanas, en particular en lo que respecta a la falla principal de Mármara cerca de Estambul en el oeste de Turquía.
por GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
Basándose en la correlación entre la directividad de la ruptura y la dirección de la energía sísmica transportada, un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Xiang Cheng y la Prof. Patricia Martínez-Garzón del Centro de Geociencias GFZ Helmholtz en Potsdam, Alemania, ha demostrado que los terremotos en la región de Mármara transportan una cantidad particularmente grande de energía y, por tanto, una fuerza destructiva en dirección a Estambul.
Su estudio se publicó en la revista Geophysical Research Letters . Analizaron 31 terremotos de magnitud ≥ 3,5 bien delimitados en esta región. Los patrones críticos revelados podrían influir en la preparación ante futuros eventos sísmicos en una de las ciudades más pobladas del mundo.
Los terremotos son un fenómeno natural que puede tener consecuencias devastadoras, especialmente en regiones densamente pobladas. En particular, comprender el comportamiento de estos eventos sísmicos es crucial para mitigar los riesgos y mejorar la preparación.
En los últimos años se ha evidenciado que la energía transportada por las ondas sísmicas puede ser más fuerte en ciertas direcciones –comúnmente en la dirección de la ruptura– y más débil en otras, lo que tiene consecuencias importantes para el potencial de daños en regiones pobladas.
Análisis del Mar de Mármara basados en terremotos menores y modelización
Un equipo de investigadores, dirigido por el Dr. Cheng y el Prof. Martínez-Garzón, del Centro de Geociencias GFZ Helmholtz en Potsdam, Alemania, investigó estos efectos direccionales. Analizaron 31 terremotos bien delimitados de magnitud ML > 3,5 en el Mar de Mármara, al oeste de la megalópolis de Estambul. Los terremotos de menor magnitud ocurren con mayor frecuencia y, por lo tanto, pueden estudiarse con mayor detalle, lo que sirve como modelo para los terremotos de mayor magnitud, que ocurren con menor frecuencia, pero tienen mayores implicaciones.
En su estudio, el equipo de investigación comparó formas de onda modeladas y medidas para calcular los mecanismos de origen y luego midió las duraciones de los terremotos en diferentes direcciones para estimar los efectos de directividad de los terremotos moderados en la región de Estambul-Mármara.
Los hallazgos revelan que la mayoría de los terremotos estudiados bajo el Mar de Mármara, al oeste de Estambul, presentan una ruptura predominantemente hacia el este. Esto resulta en una mayor energía dirigida hacia la metrópoli. La directividad media tiende a 85° desde el norte, alineándose estrechamente con el rumbo de la Falla Principal de Mármara.
«Esta tendencia direccional sugiere que el movimiento del suelo es más pronunciado en Estambul durante tales eventos sísmicos», afirma el Dr. Xiang Chen, primer autor del estudio y científico postdoctoral en GFZ durante el estudio.
Esta información es particularmente vital dado que se considera que la Falla Principal de Mármara se encuentra en una fase tardía de su ciclo sísmico, lo que significa que ya debería haberse producido un gran terremoto. El presente estudio no reduce la preocupación sobre las implicaciones de un gran terremoto en la región.
«Dependiendo de dónde se nucleara un futuro gran terremoto, estos patrones de ruptura asimétricos podrían provocar un mayor movimiento del terreno hacia el centro urbano de Estambul», afirma la profesora Patricia Martínez-Garzón, jefa del grupo de trabajo de la Sección 4.2 de Geomecánica y Perforación Científica del GFZ y autora correspondiente del estudio.
Consideraciones recomendadas para los mapas de riesgo sísmico
Al estimar los mapas de riesgo sísmico para ciertas regiones, todavía no se tiene en cuenta la directividad de ruptura, es decir, la dirección preferencial en que los terremotos irradian su energía.
«Queremos y planeamos incluir efectos de directividad en la próxima generación de mapas de riesgo sísmico utilizados en ingeniería sísmica , y resultados como estos son fundamentales para posibilitar este desarrollo», dice el profesor Fabrice Cotton, coautor del estudio y jefe de la Sección 2.6 de GFZ sobre Peligro Sísmico y Dinámica del Riesgo.
Los datos medidos para este estudio fueron proporcionados en parte por el Observatorio del Límite de Placas (GONAF), operado en la región del Mármara desde 2015 por el Centro Helmholtz de Geociencias GFZ, en colaboración con la Presidencia Turca para la Gestión de Desastres y Emergencias (AFAD). Este observatorio comprende diversos tipos de instrumentación, incluyendo sismómetros instalados en pozos para monitorear y medir con precisión la actividad sísmica en la región.
«Un objetivo clave de nuestro observatorio es monitorear mejor los terremotos pequeños y moderados en la región del Mármara, para estar lo mejor preparados posible ante un posible terremoto de gran magnitud cerca de Estambul», añade el profesor Marco Bohnhoff, jefe de la Sección 4.2 de Geomecánica y Perforaciones Científicas y científico principal del observatorio geofísico GONAF.
Implicaciones para la planificación urbana y la protección de la población
Las implicaciones de este estudio subrayan la necesidad de que los planificadores urbanos, los encargados de la formulación de políticas y los coordinadores de respuesta a emergencias incorporen evaluaciones detalladas del riesgo sísmico en sus marcos de planificación.
«Evaluar los posibles impactos de los terremotos basándose en metodologías científicas mejoradas puede mejorar drásticamente la resiliencia de la infraestructura y las comunidades de Estambul», enfatiza Patricia Martínez-Garzón.
Esta investigación no solo arroja luz sobre el comportamiento sísmico de la Falla Principal de Mármara, cerca de Estambul, sino que también sirve como un recordatorio crucial de la amenaza constante que representan los terremotos para los entornos urbanos de todo el mundo. A medida que las ciudades se vuelven cada vez más vulnerables debido a la densidad de población y los desafíos de infraestructura, comprender los matices de la actividad sísmica sigue siendo vital para la protección de las comunidades.
Más información: Xiang Chen et al., La directividad de ruptura de terremotos moderados a lo largo de la falla principal de Mármara sugiere un mayor movimiento del terreno hacia Estambul, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2024GL111460
