Un superordenador simula cómo será el próximo gran terremoto del Pacífico

Un equipo de investigadores de la San Diego State University (SDSU de Estados Unidos ha utilizado un programa virtual para visualizar los efectos de un gran terremoto en la región del noroeste del Pacífico. Liderados por el sismólogo Kim Olsen de la SDSU, los científicos han conseguido por vez primera calcular con realistas simulaciones tridimensionales dichos efectos.

La finalidad de esta investigación, según publica el San Diego Supercomputer Center (SDSC), es estar mejor preparados para cuando ocurra un terremoto de gran envergadura, como el acaecido en el año 1700 en la Placa de Juan de Fuca, situada bajo la parte norte del borde occidental de la Placa Norteamericana, y que alcanzó la magnitud 9.

Se trató del terremoto de Cascadia, registrado por archivos japoneses, que señalan que ocurrió el martes 26 de enero de ese año, a las nueve de la mañana.

Desde entonces, la tierra bajo esta región, que engloba a ciudades como Vancouver, Seattle o Pórtland, ha permanecido relativamente tranquila. Sin embargo, los científicos creen que los terremotos de magnitud superior a 8 ocurren a lo largo de esta falla cada 400 ó 500 años, por lo que hay que estar lo más preparados posible.

Posible escenario y medidas

La simulación consistió en un escenario de ruptura que comenzó en el norte y se propagó alrededor de 960 kilómetros hacia el sur a lo largo de la zona de subducción de Cascadia. La tierra se movería en este caso a alrededor de 60 centímetros por segundo en Seattle, a más de 15 centímetros por segundo en Tacoma, Olimpia y Vancouver, y a más de siete centímetros por segundo en Pórtland y en Oregon.

Simulaciones adicionales, especialmente de terremotos que empezarían en la parte sur de la zona de ruptura, sugieren que la velocidad de los movimientos de tierra bajo algunas condiciones podría incluso duplicarse. Los científicos han descubierto además que estas altas velocidades de movimiento de la tierra irían acompañadas de significativas sacudidas de baja frecuencia que durarían no menos de cinco minutos, lo que, según Olsen, es mucho tiempo.

Y es que, señalan los científicos, las sacudidas de larga duración combinadas con las altas velocidades terrestres, aumentan las posibilidades de que un terremoto de este tipo produzca grandes daños en las áreas metropolitanas.

Olsen afirma que las simulaciones permitirán, por un lado, conocer mejor las posibilidades de que se dé un terremoto de gran envergadura en un momento concreto. Además, teniendo en cuenta que estos fenómenos suelen producirse a varios miles de kilómetros de las ciudades principales, el estudio ayudaría también a desarrollar sistemas de alerta inmediata que den tiempo a desplegar acciones de protección. Dependiendo de lo lejos que esté el terremoto de una ciudad, estos sistemas de alerta servirán para poner en marcha medidas, como la detención automática de trenes o ascensores.

Recursos informáticos

Asimismo, la información derivada de las simulaciones puede desempeñar un importante papel en la investigación de los peligros potenciales de los grandes tsunamis, a veces ocasionados por terremotos de gran potencia; así como ayudar a la planificación de estrategias de emergencia o a la mejora del diseño de edificios más seguros y resistentes.

En la región estudiada viven alrededor de nueve millones de personas que, potencialmente, podrían ser salvadas en caso de que el desastre de 1700 se repitiera. Pero, según los investigadores, la tarea de recrear terremotos virtuales es ardua, incluso con recursos informáticos superpotentes como los del San Diego Supercomputer Center.

En este centro se prepararon las condiciones iniciales de la simulación, y la información resultante fue transferida para las simulaciones principales al supercomputador Blue Gene del centro, a través de GPFS-WAN (Global Parallel File System-Wide Area Network), sistema que permite que los datos estén disponibles en diversos, y a veces distantes, superordenadores.

La coordinación de las simulaciones requirió de una compleja coreografía de movimientos de información dentro y fuera del supercomputador, llevada a cabo por 2.000 procesadores y durante alrededor de 80.000 horas de procesamiento. Para la recreación del modelo hubieron de incluirse componentes como la representación de las capas terrestres y la manera en que sus estructuras cambiarían de tamaño y dirección al paso de las ondas del terremoto por ellas.

Historial de terremotos

Una de las ventajas de las simulaciones de terremotos es que permiten a los científicos establecer diversos escenarios con terremotos de distintas magnitudes para explorar cómo éstos afectarían a los movimientos de la tierra, afirma Olsen.

Por ejemplo, los investigadores descubrieron en este caso que los terremotos de magnitud 9 generan picos de velocidad de movimiento terrestre entre cinco y 10 veces mayores que terremotos menos potentes, de magnitud 8,5.

Los investigadores llevarán a cabo próximas simulaciones para examinar la tasa de impacto en función del epicentro del terremoto, de la dirección de desarrollo de la ruptura a lo largo de la falla y de otros factores que pudieran variar. Los resultados del estudio han sido publicados en el Journal of Seismology.

La zona de subducción de Cascadia ha sufrido, según los yacimientos arqueológicos, por lo menos siete terremotos importantes en los últimos 3.500 años.