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. Estos 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. En el caso del terremoto del Océano Índico de 2004 y del terremoto de Sichuan de 2008, la distribución de las réplicas muestra en ambos casos que el epicentro (donde se inició la ruptura) se encuentra 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.
According to these equations, the rate of aftershocks decreases quickly with time. The rate of aftershocks is proportional to the inverse of time since the mainshock and this relationship can be used to estimate the probability of future aftershock occurrence.[4] Thus whatever the probability of an aftershock are on the first day, the second day will have 1/2 the probability of the first day and the tenth day will have approximately 1/10 the probability of the first day (when p is equal to 1). These patterns describe only the statistical behavior of aftershocks; the actual times, numbers and locations of the aftershocks are stochastic [citation needed], while tending to follow these patterns. As this is an empirical law, values of the parameters are obtained by fitting to data after a mainshock has occurred, and they imply no specific physical mechanism in any given case.
The Utsu-Omori law has also been obtained theoretically, as the solution of a differential equation describing the evolution of the aftershock activity,[5] where the interpretation of the evolution equation is based on the idea of deactivation of the faults in the vicinity of the main shock of the earthquake. Also, previously Utsu-Omori law was obtained from a nucleation process.[6] Results show that the spatial and temporal distribution of aftershocks is separable into a dependence on space and a dependence on time. And more recently, through the application of a fractional solution of the reactive differential equation,[7] a double power law model shows the number density decay in several possible ways, among which is a particular case the Utsu-Omori Law.
The other main law describing aftershocks is known as Båth's Law[8][9] and this states that the difference in magnitude between a main shock and its largest aftershock is approximately constant, independent of the main shock magnitude, typically 1.1–1.2 on the Moment magnitude scale.
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Aftershock sequences also typically follow the Gutenberg–Richter law of size scaling, which refers to the relationship between the magnitude and total number of earthquakes in a region in a given time period.
Where:
In summary, there are more small aftershocks and fewer large aftershocks.
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).
