Detectives de terremotos investigan frecuencia en sismos y posible origen humano

El miedo se apodera de la presentadora de televisión en el preciso momento en que su estudio de televisión comienza a temblar.

A mitad de un monólogo se detiene y se queda en silencio. El movimiento aumenta. Otros presentadores sentados alrededor permanecen inmóviles e intercambian miradas de preocupación.

Entonces el temblor se hace más fuerte. Se oye el ruido de las luces encima de ellos. Uno vuelve su mirada hacia arriba para ver. La presentadora principal jadea. Es hora de irse.

Se quitan apresuradamente los micrófonos y abandonan el set de la televisión surcoreana que transmite en vivo al tiempo que las ondas sísmicas de un terremoto de magnitud 5,5 estremecen Pohang.

Fue una sacudida poderosa. Imágenes de otros lugares muestran a personas que salen corriendo de edificios mientras las paredes se derrumban.

Una ciudad entera de medio millón de habitantes quedó conmocionada. Pero este terremoto no fue un fenómeno natural, fue desencadenado por actividades humanas.

Esa es la conclusión de un informe publicado en marzo por un equipo de expertos que intentaron averiguar qué causó el evento en Pohang el 15 de noviembre de 2017, con un saldo de 135 personas heridas.

Miles de edificios resultaron dañados, con un costo de 60 millones de dólares.

Para averiguar si la actividad industrial había provocado el terremoto, los surcoreanos recurrieron a una nueva generación de sismólogos: los detectives de terremotos.

Ellos son los encargados de analizar los registros sísmicos y los datos de la industria para ver si el temblor fue natural o no.

Las perforaciones

Con cada vez más perforaciones y operaciones de fracking en todo el mundo, los terremotos provocados por el hombre (o antropogénicos) se han convertido en una creciente preocupación.

Cada año se perforan alrededor de 100 mil pozos petroleros y el uso de energía geotérmica, que a veces implica inyectar fluido en una roca caliente para generar vapor, podría aumentar seis veces para 2050.

Al eliminar grandes cantidades de combustibles fósiles o al inundar la roca fracturada con líquido, es posible alterar el equilibrio de las tensiones subterráneas y causar un temblor.

Si bien “en tierra firme” es un dicho muy conocido, en una escala geológica las cosas debajo de nuestros pies nunca están quietas.

Está lleno de niveles cambiantes de material con densidades variables. Hay fallas y fracturas, a menudo con franjas de líquido corriendo a través de ellas. Hay sedimentos, arcillas y roca de fondo.

Sin mencionar, a una escala aún mayor, gigantescas placas tectónicas que se frotan o se separan entre sí. En algunos lugares, el suelo es como una torre de ladrillos de juguete a la espera de ser derribados.

Bill Ellsworth, del Centro para la Sismicidad Inducida y Desencadenada de la Universidad de Stanford, California, recuerda la primera vez que vio imágenes de personas que huían de edificios cuando el terremoto de Pohang sacudió la ciudad.

“Fueron muy afortunados de que nadie muriera después de haber visto algunas de las imágenes de la cámara de seguridad”, dice. Ellsworth, quien fue parte del equipo internacional que investigó lo ocurrido en Corea del Sur.

Los terremotos se miden en la escala de Richter, que es “logarítmica”, lo que significa que un aumento de un punto es un aumento de 10 veces en la fuerza.

Los habitantes sentirían un terremoto de magnitud cercana al 3 en la escala de Richter, y uno de 4 sería suficiente para derribar objetos de los estantes.

Un evento de magnitud 5,5 o mayor causado por la actividad humana es muy raro, y aunque todavía se considera moderado, sería suficiente para dañar edificios.

Un error que movió la tierra

El día después de que Pohang fuera sacudida por los temblores, NexGeo, la compañía que opera la planta experimental de energía geotérmica, negó que tuviera responsabilidad alguna por lo sucedido.

Pero a medida que Ellsworth y su equipo comenzaron a rastrear la evidencia, se supo algo diferente. Él y sus colegas evaluaron los datos sísmicos del área, así como la información de NexGeo, que cooperó con la investigación, sobre la actividad de perforación.

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Las plantas geotérmicas funcionan utilizando calor del suelo para generar electricidad.

Hay varias formas de hacer esto. Algunas, por ejemplo, hacen uso del vapor liberado directamente de los depósitos geotérmicos. En otros casos, la roca puede estar caliente pero no hay suficiente líquido para llevar el calor a la superficie en forma de vapor. Para fracturar la roca y liberar ese calor, NexGeo planeaba inyectar fluido en el suelo.

Antes de llegar a esa etapa, tenían que perforar en la tierra profundamente.

Fue durante este proceso que las cosas salieron mal.

“Por la razón que fuera, hubo un camino que permitía que el fluido escapara del pozo”, explica Ellsworth. Al inyectar más fluido, los perforadores sellaron su pozo, pero la enorme presión resultante causó lo que nadie quería: la sismicidad.

“Desencadenó algunos eventos muy pequeños, eventos que fueron tan pequeños que no se notaron en ese momento”, dice Ellsworth.

La perforación en realidad había cruzado una línea de falla, un límite subterráneo donde se encuentran dos planos de tierra. El movimiento de la tierra puede ocurrir a lo largo de estas fallas. Eso es lo que causa los terremotos.

Idealmente, las líneas de falla en áreas sujetas a perforación o inyección de fluido son conocidas y generalmente se evitan.

En este caso, en parte porque no había indicios de una línea de falla en la superficie, el equipo de Corea del Sur no tenía idea de en qué habían perforado. Como señala Ellsworth: “Eso fue muy desafortunado”.

Validado por el gobierno

Los datos recopilados por Ellsworth y sus colegas los convencieron de que el evento fue causado por la actividad humana.

Si bien ha habido cierto debate sobre los resultados, sus conclusiones ya han sido aceptadas por el gobierno de Corea del Sur, que dice que ahora desmantelará la planta geotérmica.

¿Pudo el equipo de perforación haber notado la sismicidad inicial y haber detenido la perforación justo a tiempo?

Es posible, apunta Ellsworth, pero confiaban en un sistema de semáforo relativamente simple para ayudarles a juzgar si la perforación era segura.

Esto implica monitorear la sismicidad y solo dejar de perforar si se alcanza una cierta magnitud de terremoto.

Escuchar el suelo e interpretar los diversos crujidos que se producen no es una tarea fácil.

¿Cómo se hace?

A 5.500 km de distancia, en el sur de Inglaterra, un científico se vio envuelto en otro caso para detectives sísmicos, esta vez con una operación de perforación petrolera ubicada en el campo de Surrey.

Stephen Hicks muestra una gran caja negra cerca de un enorme panel solar instalado en un campo. “Tenemos cinco de estos en el área”, dice.

Hicks es sismólogo en el Colegio Imperial de Londres. Ha estado al frente de una investigación local que busca encontrar la causa de una serie de pequeños sismos en el área. No es algo a lo que Surrey esté acostumbrado.

Pero el 27 de febrero pasado, la localidad fue sacudida por un temblor de magnitud 3,1 en las primeras horas de la mañana.

Ese fue el más fuerte hasta el momento y, si bien no fue muy grave, sí fue un evento inusual. Reino Unido solo tiene dos o tres de esos temblores al año.

Debido a que una empresa llamada UK Oil and Gas (UKOG) ha estado extrayendo petróleo cerca, muchos están preocupados de que la actividad esté perturbando las antiguas fallas y causando los sismos.

Ha habido una serie de protestas en el sitio de perforación. Muchos se han dirigido a los científicos para ver si pueden probar lo que realmente está sucediendo, lo cual es trabajo de Hicks.

“Eso es lo que llamamos el digitalizador”, dice, señalando con entusiasmo una pequeña caja dentro del cajón negro.

“Eso solo convierte la señal analógica en digital y luego podemos convertirla en velocidad, metros por segundo o aceleración”.

Tras golpear el suelo, me muestra los enormes picos que aparecen unos minutos más tarde en la gráfica de temblores casi en tiempo real que puede consultarse en línea.

Tener múltiples instrumentos en el campo significa que el ruido incidental, por ejemplo, de los vehículos que pasan (o del golpeteo de los científicos), puede ser descartado.

Solo cuando los temblores aparecen uniformemente en varios monitores sísmicos indica que hay un temblor.

Desde el verano de 2018, Hicks y sus colegas han estado monitoreando las señales. Pero a diferencia de Pohang, no parece haber algo inusual aquí.

Casi todos los 90 o más temblores que Hicks ha detectado en los últimos ocho meses son pequeños, de una magnitud inferior a 1.

Y se están produciendo a una profundidad relativamente baja, aproximadamente 2.5 km, pero no tan superficial como una perforación a unos 700 u 800 metros.

No solo eso, los terremotos se han producido alrededor del área, conocida como la cuenca Weald, no de manera agrupada cerca del sitio de perforación.

“Creemos que es una coincidencia”, indica.

Y aunque no cree que sean inducidos por el hombre, siguen siendo interesantes, porque los terremotos como este, a tan poca profundidad, no suelen registrarse con una resolución tan alta en Reino Unido.

“Independientemente de la causa, sigue siendo una secuencia interesante”, dice.

Cerca del epicentro del sismo más grande, Jackie Wilson, explica que “alguien vino con una petición para que los de aquí firmáramos contra toda esta perforación que se está llevando a cabo”, agrega.

Hicks ha conversado con la gente sobre lo que está sucediendo, pero por ahora se apega a su conclusión de que los terremotos son naturales.

Extendido por el mundo

La preocupación pública de que los temblores puedan ser causados por el hombre se está convirtiendo en una historia más común en todo el mundo. Especialmente cuando la actividad geotérmica o de perforación ocurre en el mismo lugar que los temblores.

La gente se está acostumbrando claramente al concepto de sismicidad antropogénica, que puede ser inducida por el hombre o activada.

Esta última es una condición ligeramente diferente en la que los terremotos son causados principalmente por la actividad tectónica, pero la actividad humana tiene un rol en la forma en que ocurren.

Es natural que haya preocupaciones, dice Francesco Grigoli en ETH Zurich.

El experto ha estudiado qué herramientas están disponibles para los detectives de terremotos cuando intentan descubrir la causa de los disturbios sísmicos.

“No existe una receta estándar ni para identificar ningún evento, ni para descartar cualquier evento”, explica.

Él y sus colegas estudiaron el terremoto de Pohang. Señala que más datos abiertos pueden marcar una gran diferencia a la hora de decidir si un terremoto fue antropogénico o no.

“Si están motivadas para hacerlo, las compañías de perforación pueden usar hoy en día equipos de escucha altamente sensibles que identificar “hasta el último crac”, dice James Verdon en la Universidad de Bristol.

“Esto nos da miles, o incluso cientos de miles, de puntos de datos con los que realizar una evaluación mucho más detallada de la amenaza sísmica”, explica.

Los detectives del terremoto pueden, en teoría, ayudar a evaluar la situación mientras se realiza la perforación, no solo después del hecho, y prender la alarma si la perforación se vuelve peligrosa.

Al escuchar con atención lo que dice el terreno, las empresas y los gobiernos pueden estar mejor equipados para reaccionar, antes de que sea demasiado tarde.