¿Qué son los cambios «entrópicos» previos a terremotos? Así ayudarían a reducir riesgo sísmico

La entropía es una medida que se usa en física para estudiar los cambios temporales en los estados de un sistema y que podría ayudar a reducir el riesgo sísmico, al estudiar los cambios tectónicos previo a un terremoto, plantea una novedosa investigación chilena encabezada por la académica del Departamento de Física (DFC) de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, Denisse Pastén.

No es ninguna novedad que Chile es uno de los países más sísmicos del mundo. Solo en los últimos 20 años el país ha experimentado 12 sismos con una magnitud sobre 7, dejando muertos, miles de damnificados y millonarias pérdidas económicas.

Aunque la ciencia aún no puede predecir los terremotos, un grupo de investigadores chilenos y españoles están usando un innovador método para estudiarlos, lo que podría entregar nuevas claves para mejorar el entendimiento del riesgo sísmico y, eventualmente, generar ventanas de tiempo más estrechas y certeras de posible ocurrencia de estos eventos.

Estudio entropía

“Caracterización del peligro sísmico mediante el uso de la entropía: aplicación a los terremotos del norte de Chile” es el nombre del estudio publicado en la revista Natural Hazards and Earth System Sciences.

El trabajo es realizado en conjunto con Antonio Posadas (U. de Almería) y Eugenio Vogel y Gonzalo Saravia (U. de la Frontera) exploran cómo la entropía podría relacionarse con los terremotos.

En este caso, los cambios en la entropía se asocian con reajustes en las placas tectónicas, liberación de energía y propagación de ondas sísmicas. El equipo científico, que separadamente venía trabajando con distintos tipos de entropía para estudiar terremotos, se unió en este trabajo para analizar bajo la entropía de Shanon más de 100 mil sismos producidos en el norte de Chile durante un período de 8 años (2007-2014).

De esta manera, los investigadores lograron detectar cambios notables en la entropía justo antes de la ocurrencia de terremotos importantes, abriendo la puerta a nuevas posibilidades en la evaluación de riesgo sísmico. Entre los terremotos detectados está el de Tocopilla, de 2007, de magnitud 7,8; el de Iquique, de 2014, de magnitud 8,1; y los terremotos de Calama de 2010 y 2011, con magnitudes de 6,6 y 6,8, respectivamente.

“La entropía, como una magnitud macroscópica, logra capturar estos micro cambios en el sistema, revelando detalles previamente desconocidos sobre los terremotos en Chile. Esta perspectiva innovadora, aplicada por primera vez a un terremoto chileno, proporciona una visión única”, afirma la doctora Pastén.

Investigadora Denisse Pasté

“Antes del terremoto, la entropía ya muestra un aumento, el que llega a su peak en el terremoto y va bajando tras este, aunque se mantiene durante las réplicas”, indica la física chilena.

¿Entropía puede predecir terremotos?

Si el estudio logra detectar cambios previos a los grandes terremotos ¿puede predecirlos? Denisse Pastén es tajante: la ciencia aún no posee la capacidad de predecir terremotos, incluso cuando se detectan eventos precursores, ya que se basan en datos de fenómenos pasados.

«El propósito de este estudio no es la predicción. Tampoco existe un sistema que brinde información en tiempo real para observar los cambios en el sistema termodinámico. Por eso, este estudio se enfoca en terremotos ya ocurridos. De hecho, los eventos precursores no aparecen en los datos completos”, asegura la científica

Para su identificación tuvimos que enfocarnos en ventanas temporales cercanas al gran terremoto y hacer zoom en la zona afectada. Ahí vimos que estos precursores muestran una transición de fase en la entropía, indicando cambios en el sistema. Aunque por sí solos no anticipan el evento, la transición es clara en terremotos de magnitud mayor a 8”, agrega.

Sin embargo, la física afirma que este estudio podría ayudar a estrechar las ventanas temporales en que podría ocurrir un gran evento.

“Nuestro enfoque contribuye al entendimiento del riesgo sísmico. Ahora estamos explorando ventanas temporales más cercanas a los eventos sísmicos para determinar un período de anticipación, pero nuestro trabajo se basa en datos recopilados después de que el terremoto ha ocurrido, por lo tanto, no es una predicción, sino que estamos evaluando indicadores de riesgo sísmico, cierra Pastén.