Peligro de tsunami no reconocido anteriormente para ciudades como San Francisco

Un nuevo estudio encontró peligros de tsunamis desatendidos relacionados con fallas de impacto submarinas y cercanas a la costa, particularmente para ciudades costeras adyacentes a fallas que cruzan bahías tierra adentro. Varias áreas alrededor del mundo pueden caer en esta categoría, incluyendo el Área de la Bahía de San Francisco, la Bahía Izmit en Turquía y el Golfo de Al-Aqaba en Egipto.

El estudio dirigido por el profesor de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Ahmed Elbanna, y el profesor Ares Rosakis del Instituto de Tecnología de California, utilizó la supercomputadora Blue Waters del Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación para modelar los peligros de tsunamis relacionados con fallas de impacto. el mundo. Los resultados se publican en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

«Siempre que veíamos grandes tsunamis provocados por terremotos a lo largo de fallas deslizantes, la gente pensaba que tal vez el terremoto provocó un deslizamiento de tierra bajo el agua, desplazando el agua de esa manera», dijo Rosakis.

Los investigadores afirmaron que existe una falla de impacto cuando dos bloques de roca en la línea de falla se deslizan horizontalmente uno sobre el otro. La falla de San Andrés es un ejemplo de una falla por deslizamiento.

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

«Parecía que una excavadora había entrado y arrasado la ciudad», dijo el coautor Costas Synolakis, presidente del Athens College y 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».

Hay estudios que exploran las conexiones entre la falla de impacto y el tsunami. 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 hace que nuestro estudio sea único es que en lugar de considerar un evento de ubicación específica, nos enfocamos en los fundamentos de un sistema de fallas deslizantes que interactúan dentro de los límites de una bahía estrecha», dijo Elbanna. “Elegimos simular una falla plana muy simple que pasa a través de una bahía de fondo liso muy simplificado, similar a una bañera. Tener este modelo básico 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 sísmicas de corte 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 han informado de tres fases distintas que pueden conducir a un tsunami: el movimiento de la falla inicial y la onda de choque que causan una sacudida casi instantánea de la tierra costera; el desplazamiento de agua durante el terremoto; y el movimiento impulsado por la gravedad de la ola del tsunami después de que el movimiento del suelo ha disminuido, lo que lleva a la ola a tierra.

«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 alerta para la costa».

Elbanna compara el efecto de los desplazamientos horizontales de la falla contra la huelga y sosteniendo un vaso de agua y agitándolo horizontalmente.

“El movimiento de aleteo 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 lleva al desplazamiento del agua en dirección vertical y al inicio del tsunami ”, dijo.

«El modelo basado en la física utilizado en este estudio proporciona información crítica sobre el peligro asociado con las fallas de impacto, en particular, la necesidad de tener en cuenta ese riesgo para mitigar el daño futuro a otras bahías atravesadas por fallas de deslizamiento de impacto», dijo. un estudiante de posgrado de Illinois Mohamed Abdelmeguid, quien realizó las simulaciones con el ex estudiante de posgrado Xiao Ma, actualmente investigador principal de Exxon Mobil.

Las regiones de 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 evaluación del riesgo de tsunami de las fallas submarinas, en particular las que cruzan bahías estrechas.

«Puede que no se parezca a la escena del tsunami de ‘San Andreas’ de Dwayne Johnson, pero el riesgo de tsunami para el norte de California y varios lugares alrededor del mundo necesita ser revisado seriamente», dijo Elbanna.

Faisal Amlani de la Universidad del Sur de California y Harsha Bhat de la Ecole Normale Superieure contribuyeron a este estudio. Elbanna también está afiliada a NCSA y al Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas.

La National Science Foundation, el Caltech Mechanical and Civil Engineering / Caltech Big Ideas Fund y el Caltech Terrestrial Hazard Observation and Reporting Center apoyaron esta investigación.

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