Mientras analizaba datos de fuertes terremotos cerca de las fallas, un equipo de investigación de la Universidad de Kioto descubrió un fenómeno sísmico previamente desconocido: cuando el movimiento de las fallas entre placas tectónicas se detiene repentinamente, se produce un efecto similar a un "latigazo geológico". El descubrimiento se debe a las formas de onda de fase negativa que los investigadores observaron en los datos sísmicos, un patrón inusual nunca esperado en la actividad de placas conocida.
El estudio encontró que el suelo cerca de la línea de falla no sólo se movió en una dirección durante el terremoto, sino que se sobrepasó: primero se movió en una dirección y luego rebotó breve y bruscamente en la dirección opuesta. Este fenómeno es similar a la situación en la que la carrocería del automóvil primero se inclina hacia adelante debido a la inercia durante el frenado de emergencia y luego rebota hacia atrás debido a la acción del sistema de suspensión, empujando a los pasajeros hacia el respaldo del asiento. El estudio surgió de un esfuerzo más amplio para comprender mejor los registros de terremotos cercanos a la falla e interpretarlos en términos de procesos fuente, dijo Jesse Keels, el primer autor del estudio.
Estas formas de onda de fase negativa pueden estar relacionadas con el grado de daño causado por el terremoto en la superficie, especialmente en grandes terremotos con fallas de deslizamiento, ya que los investigadores señalan que es particularmente difícil diseñar estructuras como edificios para resistir ese movimiento inverso. Una falla de rumbo es una superficie de falla vertical o casi vertical, y los bloques de roca a ambos lados se mueven principalmente en dirección horizontal. En el Anillo de Fuego del Pacífico, que genera alrededor del 90% de los terremotos del mundo, la "pulida" o subducción de placas tectónicas no volcánicas a lo largo de límites como la falla de San Andrés y la falla de la Reina Charlotte puede provocar terremotos de considerable magnitud.
El equipo combinó los movimientos del suelo observados con predicciones de modelos, combinó aceleraciones sísmicas con datos satelitales y luego simuló cómo se produciría un terremoto de deslizamiento tan grande si hubiera algún tipo de obstáculo que repentinamente dejara de moverse. Utilizando este método, descubrieron que las ondas de fase negativa en realidad están relacionadas con el movimiento de las placas que alcanza el límite y detiene el movimiento del suelo.
Los investigadores también encontraron una diferencia en la fuerte "señal de fase de parada" entre las paradas repentinas y lentas de los terremotos, abriendo nuevas formas de comprender cómo la física de dicho movimiento afecta el movimiento sobre la superficie. Detener la fase "produce largos movimientos del suelo similares a latigazos cervicales", lo que presenta a los ingenieros desafíos únicos, explica el equipo. Al igual que un automóvil que frena, cuanto más rápido se detiene el terremoto, más fuerte es el efecto de latigazo hacia atrás que crea.
"Demostramos observaciones sistemáticas de la fase de cese del movimiento del suelo en el campo cercano de grandes terremotos de deslizamiento", escribió el equipo de investigación en el artículo. "El análisis de 12 eventos sísmicos en todo el mundo muestra que los excesos transitorios en los desplazamientos de superficie paralelos a las fallas son una firma de diagnóstico confiable de la terminación repentina de la propagación de fallas". Los investigadores ahora planean ampliar el alcance del estudio para examinar la ocurrencia de grandes terremotos en todo el mundo para comprender mejor las características de comportamiento de los terremotos durante la fase de cese. Para los terremotos causados por fallas de deslizamiento, la magnitud es crítica y sus características de detención pueden ayudarnos a protegernos mejor contra sus efectos. La investigación ha sido publicada en la revista Science.