TEMES

Eppur si muove (part III): Alerta, predicció i pronòstic

Física22/03/2023Jordi Baró

A l’article “Eppur si mouve (part II): La física dels terratrèmols” hem vist com la teoria física de la criticalitat autoorganitzada conclou que els terratrèmols són impredictibles per naturalesa, que són aleatoris en el temps i, un cop iniciat, “ni el mateix terratrèmol sap com serà de gran”, en paraules del geofísic Christopher H. Scholz. Tampoc podem afirmar amb rotunditat que aquesta teoria sigui del tot certa. Com totes les teories científiques, ens descriu una aproximació a la realitat, però no és una definició inamovible, i més encara quan tractem problemes científics d’alta complexitat, com és el comportament de les roques i els fluids que constitueixen l’escorça terrestre. Avui dia, existeixen teories paral·leles, més que alternatives, com el model de terratrèmols característics. Aquesta teoria podria millorar lleugerament la nostra capacitat d’anticipació als terratrèmols en regions molt determinades si mai en podem provar la validesa.

Atesa la manca de predictibilitat, hom es pot preguntar què ens aporta l’estudi dels terratrèmols?

Per respondre a aquesta pregunta distingirem entre tres escenaris possibles d’anticipació i preparació davant el perill de terratrèmols segons els nostres coneixements. Cadascun opera en una escala temporal i precisió diferent: La predicció de terratrèmols a minuts o dies vista, l’alerta primerenca d’un perill segur i imminent, i el pronòstic de perillositat sísmica basat en lleis estadístiques que es compleixen en intervals de dècades o segles.

Què NO podem fer? Predicció, a curt i mitjà termini

Fora un error pensar que tots els models fiables de terratrèmols són merament estadístics. Estudis ad hoc basats en coneixements locals i models deterministes geomecànics cada vegada més precisos ens permeten fer simulacions mostrant en detall la dinàmica esperada en terratrèmols passats i futuribles originats en diferents sistemes de falles. Aquests estudis permeten dibuixar escenaris possibles, i estimar la perillositat i el risc regional de forma molt precisa en funció del tipus d’esdeveniment tectònic. L’exemple més remarcable són els models precisos del servei geològic dels EUA (USGS) capaços de simular, segon a segon, l’evolució i la sacsejada causada per terratrèmols esdevinguts en diferents escenaris (figura 1).

Tot i així, avui dia encara no són capaços de predir la complexa dinàmica dels sistemes de falles a mitjà termini. Podem conèixer com seria un terratrèmol concret de certa magnitud iniciat a un cert punt, però no quan i, ni tan sols, si arribarà a succeir mai.

figura1_eppur.jpg

Figura 1. La imatge mostra la intensitat de la sacsejada just als 47,3 s de començar un terratrèmol de magnitud M7,8 (semblant a la de Turquia) prop del mar de Salton, activant un segment de la falla de San Andrés. Aquest tipus de simulacions són emprades per desenvolupar plans d’emergència i preparar la població local de les zones amb més risc, però no serveixen per anticipar els terratrèmols. – Font: USGS

La presència de fenòmens precursors representen una altra front d’esperança de cara a la predicció de terratrèmols. Més enllà de les rèpliques, alguns dels grans terratrèmols són precedits per un increment gradual en l’activitat de sismes de menor categoria, o fenòmens de sincronització en l’activitat sísmica normal. Mesuraments locals i per satèl·lit permeten detectar petites deformacions del terreny que, s’ha especulat, poden precedir grans terratrèmols. Aquesta mateixa deformació i els esforços associats poden canviar els fluxos i la composició química d’aigües freàtiques, generar fluxos de calor, alliberar gasos subterranis o, inclús, induir camps electromagnètics. Històricament, també s’han reportat comportaments estranys en animals precedint grans terratrèmols.

Podem trobar indicis observacionals o, almenys, fonts històriques, referents a tots aquests potencials fenòmens precursors. Malauradament, cap ofereix prou consistència observacional i, en alguns casos, ni tan sols tenen el menor fonament científic. En els pocs casos on s’ha pogut comprovar alguna d’aquestes observacions, no ens han aportat prou informació ni significança estadística per ser-nos útils de forma sistemàtica en la previsió de terratrèmols. Tant és així, que ni tan sols podem descartar que totes i cadascuna de les evidències de fenòmens precursors reportades durant l’últim segle siguin mers artefactes estadístics.1

Tampoc podem descartar que, fruit de l’acumulació de dades i models cada cop més precisos, aparegui en els propers anys un canvi de paradigma, allunyat de la idea d'autoorganització. Si això succeís, si trobéssim una bala de plata contra els terratrèmols, estaríem davant d’una revolució científica tan transformadora com el model de Reid, la teoria del caos, o la criticalitat autoorganitzada que discutíem a l’article “Eppur si mouve (part II)”. 

Ara per ara, som incapaços de predir terratrèmols, inclús a curt termini.  Si, en algun moment futur, som capaços d’anticipar els terratrèmols amb minuts o hores d'antelació, la notícia correrà com la pólvora a través de l’extensa xarxa de comunicacions que constitueix l’era de la informació. Amb prou feines podrà mantenir-se el secret durant el temps de cautela que requereix la validació científica dels resultats. Fins llavors, hom fa bé de desconfiar d’aquells qui afirmen ser capaços de predir terratrèmols. Les fal·làcies estadístiques són molt llamineres i fàcils de fer córrer a través de certes comunitats.

Què hi podem fer? Alerta primerenca i pronòstic de perillositat

Tot i la manca de predicció no estem del tot indefensos davant del perill que representen els terratrèmols. Avui dia tenim, essencialment, dues estratègies fiables per reduir riscos, i millorar la protecció de les persones i els béns.

Les ones sísmiques secundàries (tipus S), les que poden causar més destrucció, viatgen entre 10.000 i 20.000 km/h, unes 20 vegades més ràpides que un avió de passatgers. És una velocitat molt alta, però lleugerament més lenta que les ones primàries (tipus P) que rarament causen danys, i molt més lenta que els sistemes de comunicacions que tenim avui dia, que pràcticament viatgen a la velocitat de la llum. Els sistemes d’alerta sísmica primerenca o precoç instaurats a molts països amenaçats per terratrèmols es basen en aquest principi. Tan bon punt les ones sísmiques de tipus P són detectades per un sismògraf, és a dir, un cop el terratrèmol ja ha començat, s’envia un senyal automàtic que pot ser retransmès en directe per televisió, ràdio, sistemes d’alarma i missatgeria mòbil. Els pocs segons d’avís que proporciona l’alerta primerenca són vitals perquè una ciutadania preparada prengui mesures per protegir-se, i es posin en marxa mecanismes de contingència, com poden ser talls estratègics en circuits elèctrics i de gas per prevenir incendis, o l’apagada automàtica de centrals nuclears.

L’altra informació fiable, com és d’esperar, ens la proporciona la sismologia estadística.

Les lleis estadístiques de terratrèmols, establertes a partir de l’ajust de catàlegs als models extrets de la mecànica estadística, ens permeten dibuixar mapes de perillositat sísmica. Aquests mapes ens mostren les probabilitats que succeeixin terratrèmols d’una certa magnitud, i inclús es poden estendre a aquelles magnituds que queden per sobre del registre sísmic i històric. Combinat amb estudis geotècnics, podem predir les acceleracions màximes esperades a cada regió en un interval de temps. No ens diuen quan hi haurà el proper terratrèmol, però ens proporcionen probabilitats que, de ben segur, es compliran a llarg termini. Desconeixem, per exemple, quan i com serà de fort el següent sisme que impacti a la localitat de Guimerà, a l’Urgell, però sabem que hi ha un 10% de probabilitats que en els propers 50 anys torni a patir les conseqüències d’un sisme amb intensitat VI, suficient perquè saltin els llibres de les prestatgeries i causi danys moderats a les construccions més precàries.

Així doncs, tot i no ser capaços de predir-los, tenim eines suficients per conèixer quina és la probabilitat que succeeixi un terratrèmol i quin risc porta associat en funció de les característiques geomorfològiques, demogràfiques i socioeconòmiques de cada regió. Aquesta informació és la que fonamenta la legislació vigent i els plans d’actuació d’emergència. Les administracions públiques han d’estar ben informades i actuar d’acord amb aquest risc en temes com l’ordenació territorial i en la imposició de la normativa sismoresistent d’obligat compliment en projectes arquitectònics, d’enginyeria o urbanístics. També és recomanable que les diferents administracions tinguin plans de coordinació i actuació en cas d’emergència. Això inclou mantenir la ciutadania ben informada, conscient dels riscos presents i formada per respondre de la forma òptima en cas de terratrèmol.

El perill de terratrèmols a tota la regió catalanoparlant és moderat o baix, sobretot quan el comparem amb altres regions mediterrànies com la península Itàlica, els Balcans i Anatòlia. En general, estem amenaçats per perills naturals més prioritaris com poden ser les inundacions llampec (flash-floods), onatge i ventades a causa del mal temps, o els incendis forestals i les sequeres. Tot i així, existeixen plans de protecció civil en cas de terratrèmols. A la Catalunya Nord, la zona que presenta més activitat sísmica, n’és responsable l’Estat francès, que coordina el programa Plan Séisme. A l’Estat espanyol, la gestió de riscos està transferida a les comunitats autònomes tot i que existeix, com no pot ser d’una altra manera, una forta col·laboració entre administracions, amb una important participació de l’Institut Geològic Nacional (IGN). La Direcció General de Protecció Civil de la Generalitat de Catalunya disposa d’un pla especial d’emergències sísmiques (SISMICAT) en col·laboració amb l’Institut Cartogràfic de Catalunya (ICGC) amb l'elaboració de mapes de perillositat com el que es mostra a la figura 2. La Comunitat Valenciana disposa d’un pla propi dins del Pla Territorial de Protecció Civil d'Emergència, a les illes Balears n’és responsable la Direcció General d'Emergències i Interior i, a la Franja, el Departament de Política Territorial i Interior del govern l’Aragó. A l’Alguer, n’és responsable el departament estatal italià de Protezione Civile.

figura2_eppur.jpg

Figura 2. Mapes que mostren els epicentres de tots els terratrèmols detectats a Catalunya durant 10 anys, entre els anys 1986 i 1996 (esquerra) i la perillositat sísmica en temps de retorn de 500 anys, considerant les propietats del sòl de cada municipi català (dreta) - Font: Institut Cartogràfic de Catalunya (ICGC).

La protecció vers els terratrèmols és una responsabilitat col·lectiva

Com tants altres perills que amenacen les nostres societats, els terratrèmols posen a prova la capacitat de resiliència i de resposta d’una societat que, com ja explorarem en publicacions futures, està autoorganitzada per fer funambulisme al fil del caos, on els riscos esdevenen més imprevisibles. Tot el que podem fer com a ciutadans és estar preparats, i exigir el compliment de les mesures públiques per prevenir danys innecessaris i respondre amb eficiència quan aquests perills esdevinguin realitats.

Com a alternativa, podem seguir el nostre impuls instintiu de blocar pensaments negatius. Podem estalviar en esforços i inversions, fer els ulls grossos amb la negligència, sigui a prop de casa nostra, a Turquia o la costa oest americana. Podem, com solem fer, justificar la nostra indulgència amb el pretext de la incertesa, i negar, o inclús premiar, les irresponsabilitats individuals i col·lectives quan el perill esdevé catàstrofe. Podem, en definitiva, ignorar el present i esperar que el pas del temps converteixi el terratrèmol de Turquia en el record d’un passat tan remot com les esquerdes de Santa Maria de Guimerà o els mosaics deformats d’Antioquia.

"Eppur si muove".

PER SABER-NE MÉS:

Monitoratge i perill de terratrèmols a Catalunya i al conjunt de l’Estat espanyol:

https://www.icgc.cat/Ciutada/Explora-Catalunya/Terratremols

https://www.ign.es/web/ign/portal/sis-area-sismicidad

Sobre predictibilitat dels terratrèmols (anglès):

(1) Geller, Robert J. "Earthquake prediction: a critical review." Geophysical Journal International 131.3 (1997): 425-450. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1997.tb06588.x

https://theconversation.com/nobody-can-predict-earthquakes-but-we-can-forecast-them-heres-how-199757

https://www.usgs.gov/faqs/what-difference-between-earthquake-early-warning-earthquake-forecasts-earthquake-probabilities

Main, I. "Is the reliable prediction of individual earthquakes a realistic scientific goal?". Nature (1999). https://doi.org/10.1038/nature28107

https://www.preventionweb.net/news/nobody-can-predict-earthquakes-we-can-forecast-them-heres-how

https://www.usgs.gov/faqs/can-you-predict-earthquakes

Agraïments a Xavier Goula Suriñach per la revisió del contingut.

Contacta amb Divulcat