En sismología , una réplica es un terremoto más pequeño que sigue a un terremoto más grande, en la misma zona del choque principal, causado cuando la corteza desplazada se ajusta a los efectos del choque principal. Los grandes terremotos pueden tener de cientos a miles de réplicas detectables instrumentalmente, que disminuyen constantemente en magnitud y frecuencia según un patrón constante. En algunos terremotos, la ruptura principal se produce en dos o más pasos, lo que da lugar a múltiples sacudidas principales. Éstos se conocen como terremotos dobletes y, en general, se pueden distinguir de las réplicas por tener magnitudes similares y formas de onda sísmicas casi idénticas .
La mayoría de las réplicas se ubican en toda el área de ruptura de la falla y ocurren a lo largo del propio plano de la falla o a lo largo de otras fallas dentro del volumen afectado por la tensión asociada con el choque principal. Por lo general, las réplicas se encuentran a una distancia igual a la longitud de ruptura del plano de falla.
El patrón de las réplicas ayuda a confirmar el tamaño del área que se deslizó durante el terremoto principal. Tanto en el terremoto del Océano Índico de 2004 como en el terremoto de Sichuan de 2008 , la distribución de las réplicas en cada caso mostró que el epicentro (donde se inició la ruptura) se encontraba en un extremo del área final de deslizamiento, lo que implica una propagación de la ruptura fuertemente asimétrica.
Las tasas y magnitudes de las réplicas siguen varias leyes empíricas bien establecidas.
La frecuencia de las réplicas disminuye aproximadamente con el tiempo recíproco después del terremoto principal. Esta relación empírica fue descrita por primera vez por Fusakichi Omori en 1894 y se conoce como ley de Omori. [1] Se expresa como
donde k y c son constantes, que varían entre secuencias de terremotos. Utsu propuso en 1961 una versión modificada de la ley de Omori, ahora de uso común .
donde p es una tercera constante que modifica la tasa de desintegración y normalmente cae en el rango de 0,7 a 1,5.
Según estas ecuaciones, la tasa de réplicas disminuye rápidamente con el tiempo. La tasa de réplicas es proporcional a la inversa del tiempo desde que se produjo el sismo principal y esta relación se puede utilizar para estimar la probabilidad de que se produzcan réplicas futuras. [4] Por lo tanto, cualquiera que sea la probabilidad de una réplica el primer día, el segundo día tendrá la mitad de la probabilidad del primer día y el décimo día tendrá aproximadamente 1/10 de la probabilidad del primer día (cuando p es igual a 1). Estos patrones describen sólo el comportamiento estadístico de las réplicas; Los tiempos, números y ubicaciones reales de las réplicas son estocásticos [ cita necesaria ] , aunque tienden a seguir estos patrones. Como se trata de una ley empírica, los valores de los parámetros se obtienen ajustando los datos después de que ha ocurrido un sismo principal, y no implican ningún mecanismo físico específico en ningún caso dado.
La ley de Utsu-Omori también se ha obtenido teóricamente, como solución de una ecuación diferencial que describe la evolución de la actividad de las réplicas, [5] donde la interpretación de la ecuación de evolución se basa en la idea de desactivación de las fallas en las proximidades de el principal shock del terremoto. Además, anteriormente la ley de Utsu-Omori se obtenía a partir de un proceso de nucleación. [6] Los resultados muestran que la distribución espacial y temporal de las réplicas se puede separar en una dependencia del espacio y una dependencia del tiempo. Y más recientemente, mediante la aplicación de una solución fraccionaria de la ecuación diferencial reactiva, [7] un modelo de ley de doble potencia muestra la caída de la densidad numérica de varias maneras posibles, entre las cuales se encuentra un caso particular la Ley de Utsu-Omori.
La otra ley principal que describe las réplicas se conoce como Ley de Båth [8] [9] y establece que la diferencia de magnitud entre un shock principal y su réplica más grande es aproximadamente constante, independientemente de la magnitud del shock principal, típicamente 1,1-1,2 en el Escala de magnitud de momento .
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Las secuencias de réplicas también suelen seguir la ley de escala de tamaño de Gutenberg-Richter, que se refiere a la relación entre la magnitud y el número total de terremotos en una región en un período de tiempo determinado.
Dónde:
En resumen, hay más réplicas pequeñas y menos réplicas grandes.
Las réplicas son peligrosas porque generalmente son impredecibles, pueden ser de gran magnitud y pueden derrumbar edificios que resultan dañados por el terremoto principal. Los terremotos más grandes tienen réplicas cada vez más grandes y las secuencias pueden durar años o incluso más, especialmente cuando un evento grande ocurre en un área sísmicamente tranquila; véase, por ejemplo, la Zona Sísmica de Nuevo Madrid , donde los acontecimientos siguen todavía la ley de Omori desde los principales shocks de 1811-1812. Se considera que una secuencia de réplicas ha terminado cuando la tasa de sismicidad vuelve a caer a un nivel inicial; es decir, no se puede detectar ninguna disminución adicional en el número de eventos con el tiempo.
Se informa que el movimiento de tierra alrededor del Nuevo Madrid no supera los 0,2 mm (0,0079 pulgadas) al año, [10] en contraste con la falla de San Andrés , que tiene un promedio de hasta 37 mm (1,5 pulgadas) al año en toda California. [11] Ahora se cree que las réplicas del San Andrés alcanzan un máximo de 10 años, mientras que los terremotos en Nuevo Madrid se consideraron réplicas casi 200 años después del terremoto de Nuevo Madrid de 1812 . [12]
Algunos científicos han intentado utilizar los presagios para ayudar a predecir los próximos terremotos , y tuvieron uno de sus pocos éxitos con el terremoto de Haicheng de 1975 en China. Sin embargo, en la elevación del Pacífico Oriental , las fallas transformantes muestran un comportamiento previo bastante predecible antes del evento sísmico principal. Las revisiones de los datos de eventos pasados y sus sismos previos mostraron que tienen un número bajo de réplicas y tasas altas de sismos previos en comparación con las fallas continentales de deslizamiento . [13]
Los sismólogos utilizan herramientas como el modelo de secuencia de réplicas de tipo epidémico (ETAS) para estudiar réplicas y precursores en cascada. [14] [15]
Después de un gran terremoto y sus réplicas, muchas personas informaron haber sentido "terremotos fantasmas" cuando en realidad no se estaba produciendo ningún terremoto. Se cree que esta afección, conocida como "enfermedad sísmica", está relacionada con el mareo y generalmente desaparece a medida que la actividad sísmica disminuye. [16] [17]
Como parte de un esfuerzo por desarrollar una metodología sistemática para el pronóstico de terremotos, utilizamos un modelo simple de sismicidad basado en eventos interactivos que pueden desencadenar una cascada de terremotos, conocido como modelo de secuencia de réplicas de tipo epidémico (ETAS).
