Riesgos por tsunami no calculados en importantes zonas costeras

Riesgos por tsunami se han pasado por alto en relación con fallas de deslizamiento submarinas cerca de la costa, sobre todo para ciudades adyacentes a fallas que atraviesan bahías tierra adentro.

Varias áreas alrededor del mundo pueden caer en esta categoría, incluyendo el área de la Bahía de San Francisco, la Bahía de Izmit en Turquía y el Golfo de Al-Aqaba en Egipto.

El estudio dirigido por Ahmed Elbanna, profesor de ingeniería civil y ambiental de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, y el profesor Ares Rosakis del Instituto de Tecnología de California, utilizó la supercomputadora Blue Waters en el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación para modelar los peligros de tsunami relacionados con fallas de deslizamiento alrededor el mundo. Los resultados se publican en PNAS.

"Siempre que vimos grandes tsunamis provocados por terremotos a lo largo de fallas de deslizamiento, la gente asumió que tal vez el terremoto había causado un deslizamiento de tierra submarino, desplazando el agua de esa manera", dijo Rosakis.

Los investigadores dijeron que existe una falla de deslizamiento cuando dos bloques de roca en la línea de falla se deslizan horizontalmente uno al lado del otro. La falla de San Andrés es un ejemplo de una falla de deslizamiento.

En septiembre de 2018, un terremoto moderado de magnitud 7,5 y un tsunami inesperadamente poderoso azotaron Palu, una ciudad situada en el lado interior de la bahía de Palu en la isla indonesia de Sulawesi. El terremoto ocurrió a lo largo de una falla de deslizamiento de rumbo noroeste-sureste que atraviesa la ciudad y se hunde debajo de la bahía a lo largo de la costa noroeste de Palu.

"Parecía que había entrado una excavadora y arrasó la ciudad", dijo el coautor Costas Synolakis, profesor de ingeniería civil en la Universidad del Sur de California, quien inspeccionó el área después del devastador evento. "Por eso es tan importante que intentemos comprender lo que realmente sucedió".

Existen estudios que exploran las conexiones entre fallas deslizantes y tsunamis. Sin embargo, se enfocan en sistemas de fallas o ubicaciones geográficas específicos, oscureciendo los detalles complejos de la geometría y batimetría de la falla, informa el estudio.

"Lo que es único en nuestro estudio es que en lugar de considerar un evento de ubicación específica, nos enfocamos en los fundamentos de un sistema de fallas de deslizamiento que interactúan dentro de los límites de una bahía estrecha", dijo Elbanna. "Optamos por simular una falla plana muy básica que pasa a través de una bahía de fondo liso muy simplificada, similar a una bañera. Tener este modelo de línea de base simplificado nos permite generalizar a cualquier lugar del planeta que pueda estar en riesgo".

Los terremotos intersónicos son rupturas de fallas que ocurren tan rápidamente que su movimiento supera las ondas de corte sísmicas que generan, como un boom sónico, pero con la onda de choque moviéndose a través de la corteza terrestre. Las simulaciones encontraron que los terremotos intersónicos pueden proporcionar suficiente energía y desplazamientos horizontales lo suficientemente grandes como para desencadenar grandes olas de tsunami.

Cuando tales terremotos ocurren dentro de una bahía estrecha, los investigadores informaron tres fases distintas que pueden conducir a un tsunami: el movimiento inicial de la falla y la onda de choque que causan un temblor casi instantáneo de la tierra costera; el desplazamiento de agua mientras ocurre el terremoto; y el movimiento impulsado por la gravedad de la ola del tsunami después de que el movimiento del suelo ha disminuido que lleva la ola a la costa.

"Cada una de estas fases tendrá un efecto diferente según la geografía única de la tierra circundante y la batimetría de la bahía", dijo Elbanna. "Y, a diferencia de los terremotos y el subsiguiente desplazamiento de agua que ocurren a muchas millas de la costa, un terremoto y un tsunami que ocurren dentro de los estrechos confines de una bahía permitirán muy poco tiempo de advertencia para la costa".

Elbanna compara el efecto de los desplazamientos horizontales de fallas deslizantes con sostener una taza de agua en la mano y agitarla horizontalmente.

"El movimiento de chapoteo es el resultado de la sacudida horizontal. Cuando ocurre un terremoto a lo largo de una falla de deslizamiento en una bahía estrecha, el movimiento horizontal del suelo empuja y tira de los límites de la bahía, lo que provoca el desplazamiento del agua en la dirección vertical y la iniciación del tsunami ", dijo.

"El modelo basado en la física utilizado en este estudio proporciona información crítica sobre el peligro asociado con las fallas por deslizamiento, en particular, la necesidad de tener en cuenta dicho riesgo para mitigar daños futuros a otras bahías atravesadas por fallas por deslizamiento", dijo el estudiante de grado Mohamed Abdelmeguid, quien realizó las simulaciones junto con el ex estudiante graduado Xiao Ma, actualmente investigador científico senior en Exxon Mobil.

Las regiones en riesgo identificadas por el equipo (el norte de California, Turquía y Egipto) han experimentado terremotos intersónicos en el pasado, y los investigadores recomiendan revisar la clasificación de peligro de tsunami de las fallas de deslizamiento submarinas, particularmente aquellas que atraviesan bahías estrechas.

"Puede que no se parezca a la escena del tsunami de la película 'San Andreas' de Dwayne Johnson, pero el riesgo de tsunami para el norte de California y varios lugares en todo el mundo debe revisarse seriamente", dijo Elbanna.