Desde fines de agosto del año pasado, a través de sensores sísmicos y tecnologías satelitales, se han detectado más de 30 mil sismos en la Antártica, junto a un importante incremento de la tasa de deformación de la corteza en más de un orden de magnitud, pasando de sólo algunos milímetros por año a cerca de 15 centímetros por año. Instrumentos ubicados en Isla Rey Jorge lograron medir en sólo 4 meses, de septiembre a diciembre 2020, un desplazamiento de unos 5.5 cm en dirección Noroeste.
La situación tomó visibilidad pública luego del sismo del sábado 23 de enero, a las 20:36:51 (hora local), que tuvo una magnitud Richter 7.1 determinada por el Centro Sismológico Nacional (CSN), y su epicentro se localizó cerca de la Isla Bridgeman, a unos 250 km al noreste de las bases chilenas, Julio Escudero, del Instituto Antártico Chileno (INACH) y Eduardo Frei, de la Fuerza Aérea de Chile. Este evento, junto al del 8 de febrero de 1971, son los únicos dos sismos mayores, de magnitud M>6.5, al menos en los últimos 70 años.
El mecanismo del terremoto más reciente corresponde a una falla tectónica de extensión, similar a los mecanismos de los principales sismos que habían estado ocurriendo desde agosto. Esto hace suponer que el origen de estos eventos puede estar asociado a un mismo proceso sismotectónico y eventualmente también a un proceso volcánico, según los expertos.
Ésta es una de las preguntas que la expedición científica pretende abordar y dilucidar. Impulsada por el INACH junto al PRS y el CSN de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, la misión empezó a prepararse a fines de septiembre. El equipo está compuesto por los investigadores del PRS Sophie Peyrat y Patricio Toledo, y por Rodrigo Sánchez del CSN. Ellos están cumpliendo cuarentena en Punta Arenas antes de viajar a la Antártica e iniciar el estudio que partirá con la instalación de instrumentos geofísicos, entre ellos estaciones sismológicas.
El objetivo de la expedición a la Antártica es comprender este aumento de la tasa de deformación observada y la anómala actividad sísmica. Estas medidas de la deformación de la corteza, obtenidas con tecnologías satelitales, se parecen a la situación que fue observada por los sismólogos de la Universidad de Chile con anterioridad al terremoto de Antofagasta de 1995 y de Maule de 2010.
Respecto de esta expedición, el decano de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, Francisco Martínez, señaló que “la situación sísmica de la zona Antártica ha sido causa de preocupación de nuestros científicos desde agosto 2020, lo que nos llevó a concluir anticipadamente y en conjunto con INACH, que era necesario organizar una misión para llevar e instalar equipos de monitoreo sismológico. Nuestro objetivo está orientado a que la zona sea monitoreada en forma permanente con equipamiento y misiones programadas como se hace en el resto del país”.
Por su parte, el Dr. Marcelo Leppe Cartes, director del INACH, señala que “nuestro servicio ha levantado las alarmas desde el comienzo de la actividad sísmica en el Estrecho de Bransfield, en el entendido de que la mayoría de las bases antárticas nacionales e internacionales se encuentran, por razones logísticas, cercanas a la costa. De ahí su susceptibilidad a eventos sísmicos que pudieran devenir en tsunamis u otros fenómenos geológicos, como remociones en masa. El INACH, como ente coordinador de los esfuerzos científicos que Chile hace en la Antártica y responsable de la red de bases y estaciones científicas nacionales, considera vital contar con información sísmica fundamental para la toma de decisiones y una adecuada evaluación del riesgo, tema en el que la alianza con el Programa de Riesgo Sísmico será clave”.
En el mismo sentido, el director del Programa Riesgo Sísmico, Jaime Campos, añadió que "la FCFM estuvo en el origen de los primeros estudios geofísicos desarrollados por Chile en la Antártica hace más de 60 años. Hoy renueva su compromiso con el país poniendo su capacidad científica y tecnológica al servicio de un esfuerzo en colaboración con INACH, con el objetivo de densificar con instrumentos geofísicos modernos, incluyendo tecnologías satelitales, que permitan generar información clave para el desarrollo e identificación de geoamenazas en el territorio austral del país que conforman la Patagonia y la Antártica".
Respecto a la recolección de datos, Edgardo Santibáñez, encargado de innovación y desarrollo tecnológico del PRS, añade que “la cadena reciente de temblores en la Antártica, pone de relieve la necesidad de disponer de mejores datos e información, en los ámbitos de la geodinámica, la sismotectónica y la vulcanología para conocer, comprender y explicar los peligros de fenómenos naturales como terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas y deslizamientos en este territorio. Con la instalación de instrumentos para la observación de estos fenómenos geofísicos en la Antártica y su densificación, se busca asegurar, la captura continua de datos, su almacenamiento y procesamiento para generación de información y conocimiento científico, de apoyo a la gestión, la toma de decisiones y la planificación”.
“Esta iniciativa, concluye Santibáñez, hace parte del fortalecimiento y reactivación del funcionamiento en red de los observatorios existentes de la Universidad de Chile, que constituirá un sistema observacional del Hemisferio Sur con alcance global (G-DATA). Este aportará datos clave, validados y calibrados por la ciencia, para enriquecer la reflexión y comprensión del funcionamiento del Sistema Tierra, y así reducir la incertidumbre asociada a los procesos naturales que ocurren en el planeta”.
Simulación del tsunami
El epicentro del sismo del sábado 23 de enero se localizó en el mar en torno a las islas Shetland del Sur, específicamente en una zona de mayor profundidad del océano (~1800 m), por lo que la posibilidad de generar un tsunami no debía descartarse.
Por esta razón, el equipo de expertos en Tsunami del PRS, liderada por el investigador Mauricio Fuentes, realizó una simulación y señaló que como la magnitud del sismo en torno a 7.0, se pudo realizar de forma inmediata una simulación de propagación de tsunami, con el fin de verificar si este terremoto representaba o no una amenaza a las bases cercanas en territorio antártico.
Así, considerando una fuente sísmica de 42 km de largo por 23 km de ancho, a una profundidad de 11.5 km, y con un desplazamiento promedio de 1.4 m, se pudo obtener rápidamente una estimación teórica del tsunami.
Figura 1: Amplitudes máximas del tsunami
Como se muestra en la figura 1, la distribución de amplitudes de ola máxima sobre el océano Antártico refleja un evento de mínima amenaza, las amplitudes son de pocos centímetros, por lo cual, este terremoto no reunió las condiciones para producir un tsunami con una inundación significativa.
Se generó también la simulación de los registros mareográficos para compararlos con los observados en las bases chilenas, como se aprecia en la figura 2. Existen dos estaciones conectadas en línea: en las bases O’Higgins y Prat. En la base Frei no hay un mareógrafo registrando y transmitiendo datos, sin embargo, se puede calcular de todas maneras, suponiendo que allí hay una estación ficticia.
Figura 2: Registro mareográfico en las bases antárticas
Como se ve, las amplitudes costeras no superan los 5 cm. Esta amplitud es tan baja que incluso la actividad usual de los fuertes vientos de la zona no permite observar señales tan débiles.
La animación completa de la simulación puede verse en el siguiente video: link