A través de un profundo y multidisciplinario estudio de los mega sismos de Valdivia (1960) y Melinka (2016), un grupo de investigadores concluyó que las propiedades friccionales y reológicas del antepaís rigen la magnitud y los patrones de recurrencia de los terremotos en Chile”. 

Esto es parte de los principales resultados de un estudio descrito en el artículo ‘Recurrence time and size of Chilean earthquakes influenced by geological structure’, publicado en el número más reciente de la revista especializada Nature Geoscience (Nat. Geosci.).  

Esta investigación del ámbito de las ciencias de la Tierra contó con un importante aporte desde la matemática aplicada, específicamente de técnicas de análisis numérico de ecuaciones diferenciales parciales. Es por esto que uno de los autores del artículo es el director del Centro de Investigación en Ingeniería Matemática, CI²MA, de la UdeC, Dr. Rodolfo Araya Durán.  

El también académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de esa universidad y director alterno del Proyecto Anillo PRECURSOR (ACT 192168) explicó que “existen muchos desafíos científicos en el área de las geociencias que pueden ser mejor comprendidos utilizando las herramientas matemáticas que desarrollamos en nuestro centro. Por ejemplo, el método de los elementos finitos puede ser utilizados para simular numéricamente la recurrencia de mega sismos considerando algunas sencillas normas”. 

“Cabe destacar que los esquemas numéricos utilizados en este trabajo para simular parte de algunos términos de fricción fueron publicados en una revista WoS del área de las matemáticas aplicadas. Esto constituye el ideal del trabajo interdisciplinario, la obtención de resultados prácticos y teóricos utilizando nuevos esquemas matemáticos”, detalló el Dr. Araya, también investigador asociado del Centro de Modelamiento Matemático de la U. de Chile.  

El autor principal del trabajo es Joaquín Julve Lillo del Departamento Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ciencias Químicas de la misma universidad, quien explicó que “el segmento sur de la zona de subducción chilena es especialmente importante porque ha hospedado el terremoto más grande de la historia reciente, el mega terremoto Mw9.5 de Valdivia en 1960. Este evento fue sumamente destructivo en la época, incluyendo además la generación de un tsunami que afectó a gran parte de las localidades costera”.  

“56 años después de este mega terremoto”, detalló Julve, “el segmento sur de la ruptura co-sísmica de Valdivia volvió a reactivarse con un terremoto Mw7.6 en Chiloé. Este segundo evento es bastante particular porque sólo rompe la parte más profunda de la zona de sismogénica de la falla de subducción. En 2018, mi profesor guía del doctorado Dr. Marcos Moreno, publica un modelo simple en el que propone que la parte más profunda de la zona sismogénica está afectada por fluidos y acumula estrés más rápido que la parte superior. Esto genera una mayor recurrencia de terremotos profundos durante el ciclo sísmico”.  

“En este trabajo lo que hicimos fue comprobar esta hipótesis utilizando modelos numéricos alimentados con datos geológicos y geofísicos. Trabajamos en estrecha colaboración con el Dr. Sylvain Barbot, quien es el que ha resuelto las ecuaciones físicas fundamentales para poder implementar un modelo numérico de este estilo”, explica el también estudiante del Doctorado en Ciencias Geológicas de la UdeC.  

“El principal avance”, detalló Julve, “es que logramos determinar que la estructura geológica, termal y el estado hidráulico promedio en la zona de subducción, gobiernan el tamaño y la recurrencia de los terremotos en la zona sismogénica. Para que podamos reproducir la deformación superficial y la paleo-recurrencia obtenida a partir de observaciones, es necesario que la parte más profunda de la zona sismogénica tenga mayor una razón de presión de poros mayor a la de la parte superior. Esto implica que se requiere de la presencia de fluidos a esta profundidad que están siendo liberados tras reacciones metamórficas y canalizados por la estructura del antearco”. 

Sobre el hecho de haber publicado en un medio especializad0 de una editorial tan prestigiosa como Nature, Julve confesó que “nunca pensé en publicar en una revista de este estilo en esta etapa de mi desarrollo como investigador. Diría que gran parte de la motivación la recibí de mis profesores guías, quienes me alentaron a enviar el trabajo a esta revista”.  

“Si bien es cierto, el proceso es sumamente largo y estresante, ahora la principal sensación que tengo es de tranquilidad de haber hecho un buen trabajo, multidisciplinario y en su mayoría con investigadores nacionales. No hubiese logrado este objetivo sin la ayuda de todos los coautores”, enfatizó.  

Los autores del artículo son: Joaquín Julve (Departamento Ciencias de la Tierra, UdeC), Sylvain Barbot (Department of Earth Sciences, U. of Southern California), Marcos Moreno (Pontificia U. Católica), Andrés Tassara (Departamento Ciencias de la Tierra, UdeC), Rodolfo Araya (Departamento de Ingeniería Matemática, UdeC), Nicole Catalán (Departamento Ciencias de la Tierra, UdeC), Jorge G. F. Crempien (Pontificia U. Católica) y Valeria Becerra-Carreño (Pontificia U. Católica).