Las Variaciones de las ULF y la Predicción Sísmica: Una Realidad

En la senda de la descripción de las herramientas para la predicción sísmica, en esta ocasión describiremos uno de

los sistemas de observación de mayor credibilidad utilizados por los astrónomos, meteorólogos, y geólogos para la

detección de eventualidades sísmicas: La Variación de las ULF Geomagnéticas. El siguiente artículo, tiene sus

fundamentos en los estudios realizados por el profesor Masashi Hayakawa, de la Universidad de Electro-

Communicaciones de Japón.

Emisiones de Ultra Baja Frecuencia de Carácter Natural

Poco después de la Primera Guerra Mundial, las primeras investigaciones sobre transmisiones de baja frecuencia

(LF), determinaron un efecto de harmonía entre la señal enviada y un "ruido" de fondo, cuyo origen parecía

desconocido. La aislación de señales y el análisis exhaustivo del comportamiento pseudo-eléctrico de estas ondas

descubiertas, permitieron determinar que su origen provenía de la magnetósfera terrestre, en una amplia gama de

frecuencias bajas, de alrededor de los 0.01 -10 Hz. El seguimiento posterior de estas ondas mostraba que eran la

mayor parte del tiempo eran estables, pero que en ciertas ocasiones presentaban grandes variaciones, que parecían

coincidir con alteraciones ionosféricas asociadas a la actividad solar. Aun más: Un análisis estadístico posterior

indicaba una interesante correlación entre los días con gran variación de la ULF y los días sísmicos. Esto motivó a

una gran cantidad de científicos alrededor del mundo al monitoreo de las condiciones ULF de la magnetósfera.

Una teoría menos aceptada es la que argumenta que las variaciones de la ULF podrían provenir desde el

hipocentro donde ocurrirá el inminente sismo. En este estudio, abordaremos la primera tesis, por ser la más

ámpliamente difundida en el campo de la astronomía.

Características de las frecuencias sismogénicas

El análisis estadístico de los sismos cuya relación con variaciones de la ULF ha sido comprobada, infieren ciertos

patrones repetitivos de las frecuencias asociadas. Algunas de estas características comunes son:

Las variaciones detectadas en los magnetogramas indican un inminente sismo en el radio de 70-80 kms para

magnitud 6.0, y 100 kms para eventos con magnitud 7.0

Las emisiones ULF para sismos >6.0 parecen exhibir un evolución temporal típica; Existe un peak un mes o

algunas semanas antes del evento, seguido de un periodo de calma, para luego incrementarse significativamente

un par de días antes del temblor.

La amplitud de estas emisiones ULF puede variar desde 0.1 nT hasta algunas unidades de nT, algunas horas

previas al evento sísmico.

Todas estas observaciones son aplicables a fenómenos sísmicos en el fondo marino. Las razones y el mecanismo

aún son desconocidas.

Interpretación del Comportamiento de las Frecuencias Sismogénicas

De acuerdo a las investigaciones del Dr. V.S Ismaguilov, del prestigioso instituto ruso IZMIRAN, las variaciones

del MCR (Magnetic Component Ratio) es el índice trascendental en la predícción sísmica. el MCR, designado por la

letra R es igual al cuociente entre la componente magnética vertical (Bz) y la componente horzontal (By).

Rememorando el esquema del campo magnético tenemos:

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Observando el diagrama, obtenemos que R=Bz/By. Es lógico ver que el MCR es inferior a cero cuando la

componente Bz es negativa (sur). Esto indica un debilitamiento del campo magnético terrestre, y permeabilidad a

la reconexión interplanetaria, propuesta por Dungey (1961).

Utilización Empírica del Modelo ULF sismogénico

Para comprobar la eficacia de este modelo, realizaremos la observación sobre algún evento sísmico cuyas

características sean aproximadamente similares a los patrones expuestos anteriormente. Realizaremos la

observación del sismo 7.9Mw ocurrido en la Falla de Denali (03/11/2002):

Magnitude 7.9 near Denali National Park, AK

Sunday, November 3, 2002 at 22:12:41 (UTC)

El epicentro de este evento se encuentra a 173.5 kms de la estación de monitoreo magnetosférica HAARP, en

Gakona, Alaska:

Coordenada Sismo: 63.520N, -147.530W

Coordenada Estación: 62.395599N, -145.150833W

Vectores del Campo Geomagnético

Magnitude 7.9

Time Sunday, November 3, 2002 at 22:12:41 (UTC)

Distance from 66 km (41 miles) ESE (102 degrees) of Denali Natl. Park, AK 70 km (43 miles) ENE (77 degrees) of Cantwell, AK 93 km (58 miles) ESE (122 degrees) of Healy, AK 283 km (176 miles) NNE (23 degrees) of Anchorage, AK

Coordinates 63 deg. 31.2 min. N (63.520N) 147 deg. 31.8 min. W (147.530W)

Depth 5.0 km (3.1 miles)

Distance: 173.5km

Initial bearing: 317°09′52″

Final bearing: 315°02′43″

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Una forma artesanal de obtener las distancias cartográficas en base a la posición cartesiana es utilizando el modelo

de Harvesine:

R = earth’s radius (mean radius = 6,371km) Δlat = lat2− lat1

Δlong = long2− long1

a = sin²(Δlat/2) + cos(lat1).cos(lat2).sin²(Δlong/2)

c = 2.atan2(√a, √(1−a))

d = R.c

*Angulos en radianes

El magnetómetro de inducción de HAARP-Gakona, para el día del evento presentaba el aspecto que se muestra a

continuación:

Midpoint: 62°57′46″N, 146°19′03″W

Distancia Sismo 7.9 Falla Denali y la estación HAARP - Gakona

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Como puede apreciarse, hay algunas variaciones que permitían inferir la hipótesis de las variaciones ULF previa a

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eventos sísmicos.

Para evaluar el MCR, se puede obtener un valor de Bz y By dado un rango de frecuencia. Un ejemplo es el trend

que se muestra a continuación:

En el gráfico es claramente visible que el trend F1 decrece abruptamente unos instantes antes del terremoto (30

junio 2000). La curva F2 no tiene grandes variaciones.

Conclusiones y Discusión Final

Los estudios de V.S Ismaguilov, corroborados por Hayawaka infieren una relación COMPROBADA entre las

variaciones de la ULF magnetosférica y eventos sísmicos significativos. Esto puede ser observado teniendo algunos

parámetros necesarios, como la gráfica de magnetograma más cerca al epicentro. Desafortunadamente, muchos de

estos equipos están bajo juridicción privada y no hay acceso al público. Si esto fuese así, la red de monitoreo y

predicción sísmica podría ser lo suficientemente eficiente como para poder realizar el seguimiento de cualquier

anomalía magnetosférica asociada a sismogénesis. Idealmente se requeriría la información númerica de los

vectores By y Bz para la confección de los gráficos requeridos. la sonda ACE provee estos datos en tiempo real, pero

desafortunadamente se prescinde de los rangos de frecuencia para los valores. Por ahora, el método gráfico parece

ser una solución simple pero eficiente. Si la corroboración de la teoría ULF-sismos posee la certeza suficiente es

inminente entonces, su integración al modelo global de predicción solar, como un factor clave para la predicción a

corto plazo.

Referencias

http://www.mdpi.org/sensors/papers/s7071108.pdf

http://www.nonlin-processes-geophys.net/12/157/2005/npg-12-157-2005.pdf

http://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/4/679/2004/nhess-4-679-2004.pdf

http://tao.cgu.org.tw/pdf/v153p329.pdf

Variación de la ULF para el evento sísmico de Mochikoshi el 1 de Julio de 2000

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Astro - Club de Astronomía 2010

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