Terremotos, tsunamis y erupciones: ¿cuándo el impacto puede llegar al cielo?

Una investigación UdeC aporta nuevos conocimientos sobre la ionósfera y entender mejor cómo ciertos eventos la perturban puede aplicarse en materias como función de sistemas de comunicación satelital y posicionamiento o hasta alerta de maremotos, entre otros aspectos.

Si nos ubicáramos en el cielo durante un evento de gran magnitud como un sismo, también podría sentirse en las inmensas alturas. Es que hay fenómenos naturales que ocurren en la litósfera, capa superficial y sólida de la Tierra, que son tan potentes que su impacto golpea hasta la ionósfera y desde allí afectan hacia más abajo.

Algo que indagó el doctor Manuel Bravo junto a un grupo de científicos en el marco de su proyecto como investigador postdoctoral del Departamento de Geofísica de la Universidad de Concepción (UdeC), financiado por un Fondecyt de Postdoctorado y cuyos resultados publicó con el artículo “Perturbaciones ionosféricas viajeras observadas en América del Sur después de eventos litosféricos: 2010–2020” en la edición de abril de 2022 de la revista JGR: Space Physics.

Capa conductora

La ionósfera es la última capa de la atmósfera terrestre y se ubica aproximadamente desde los 80 kilómetros de la superficie de la Tierra hasta cientos kilómetros de altura que varían según autores entre los 400 y hasta 1.000 kilómetros, por lo que en algunas disciplinas la abordan como el espacio, contó Bravo especialista en geofísica espacial y subdirector del Centro de Instrumentación Científica de la Universidad Adventista de Chillán.

Y está ionizada por efecto de la radiación ultravioleta del Sol, por ende, es donde existe la mayor parte de iones y electrones. “Es una capa conductora. Entonces, todas las ondas electromagnéticas son interferidas y modificadas por la ionósfera”, explicó. Por ello la ionósfera, además del vital en el planeta, es crucial para la transmisión de señales de distinta frecuencia que permiten las telecomunicaciones como las de la radio y satelitales. “Si la ionósfera está perturbada va a hacer que las comunicaciones vía satélite y sistemas de posicionamiento se afecten”, aclaró.

Los resultados

El objetivo de su proyecto postdoctoral fue evaluar anomalías que provocaron fuertes terremotos (sobre 6.8 grados), tsunamis provocados por terremotos fuertes y erupciones volcánicas ocurridos en la década entre 2010 a 2020 en la región sudamericana. Los análisis se hicieron en base al contenido total de electrones (TEC), medida indirecta que se obtiene desde los receptores de los Gnss y/o GPS. “Con esa medida indirecta se puede obtener una especie de mapa de la ionósfera. Y, como cada vez hay mayor densidad de GPS en el mundo y en Chile por el Centro Sismológico Nacional, cada vez se puede tener mejor cobertura tanto espacial como temporal, ya que estos registros son cada 30 segundos”, sostuvo el doctor Bravo.

Entre los resultados, lo primero que destacó es que “de 63 terremotos, en 10 se vio perturbación en la ionósfera y ocurrió cuando la magnitud era sobre 7 grados y de profundidad menor a 40 kilómetros”. En las erupciones volcánicas, 2 de 20 provocaron perturbaciones en el cielo.

Y el científico resaltó que las evaluaciones revelaron que existe relación directa entre amplitud y rango de alcance de las perturbaciones con la magnitud del evento sísmico. También se identificó que las perturbaciones generadas por erupciones volcánicas son de carácter resonante (se repiten). En tercer lugar, añadió que la dirección de propagación depende mucho de la dirección del campo magnético y que hay más eficiencia hacia el ecuador magnético o hacia el norte en el hemisferio sur o el sur en el hemisferio norte magnético. En otras palabras, aclaró que “la perturbación es mayor cuando va hacia el norte”, desde nuestra posición en el hemisferio sur.

Desde allí contó que se han identificado tres tipos de perturbaciones en la ionósfera: las TID, generadas por ondas acústicas de choque; las generadas por ondas de gravedad y posiblemente inducidas por ondas de tsunami; y las por ondas superficiales de Rayleigh.

Aplicación e impacto

Si bien Manuel Bravo reconoció que “el grado de perturbación por estos eventos litosféricos no es tan grande como cuando una tormenta solar se aproxima a la Tierra”, también que estudios sobre la ionósfera y anomalías, como el que ha liderado, tienen varias aplicaciones e impactos.

Básico es que las nuevas evidencias pueden ser información útil para aumentar el conocimiento y entendimiento sobre el comportamiento de esta capa atmosférica conductora. Y al centrarse en la posibilidad de entender las características de estas perturbaciones aseveró que no sólo pueden ayudar a identificar o hasta anteponerse a posibles errores en telecomunicaciones o posicionamiento y hasta a mejorar los sistemas existentes, sino que sobre todo relevó su potencial utilidad para analizar la propagación de las ondas de tsunami, materia en la que junto a otro investigador hoy están trabajando para continuar este trabajo, lo que a su vez y junto a otros aspectos puede contribuir a desarrollar un sistema de alerta temprana de estos eventos. Otra arista que cree importante investigar es si es que en la ionósfera podrían ocurrir anomalías previo a un evento como un gran terremoto que pudieran servir como predictor o precursora.