El terremoto que afectó a México en septiembre fue una rareza, pero podría repetirse

Han pasado seis meses desde que un sismo de magnitud 7.1 azotó la Ciudad de México, provocando el derrumbe de 40 edificios y la muerte de más de 300 personas, pero los recuerdos aún están frescos. Se pueden observar las estructuras afectadas en muchos de los vecindarios de la ciudad y sus fachadas se desmoronan con el paso de los días. Y después de que un sismo, cuyo epicentro se localizó a 225 millas de distancia en el estado de Oaxaca, sacudiera la ciudad capital nuevamente el 16 de febrero de 2018, el jefe de gobierno de la ciudad dijo que los hospitales recibieron a decenas de personas con ataques de pánico.

Los sismólogos también están estudiando el sismo del 19 de septiembre para intentar comprender mejor lo que sucede bajo la Ciudad de México. Nuestro nuevo artículo en Geophysical Research Letters pone de manifiesto conclusiones críticas.

Desde que ocurrió el perjudicial terremoto, hemos estado analizando datos de la red nacional de sensores sísmicos, así como de estaciones de GPS de alta calidad que se encuentran en todo el territorio nacional. En conjunto, estos instrumentos miden las sacudidas en todo México. Queríamos saber qué fue lo que provocó este sismo de magnitud 7.1 y si en el futuro puede ocurrir uno similar aún más cerca de esta ciudad de 20 millones de personas. He aquí lo que pudimos conocer.

La convulsa superficie de la Tierra

La gente en el centro de México está acostumbrada a los sismos. Desde 1980, 40 sismos perceptibles han afectado a esta región. El sismo del 19 de septiembre ocurrió el mismo día del 32° aniversario del sismo de magnitud 8.1 en el que murieron al menos a 10,000 personas en la Zona Metropolitana del Valle de México en 1985.

Esa catástrofe marcó a toda una generación de mexicanos, incluyéndonos a nosotros mismos, que éramos niños en aquel momento. Ahora, como sismólogos, hemos descubierto que el sismo de 2017, llamado sismo de Puebla-Morelos, fue fundamentalmente distinto al ocurrido en 1985. De hecho, fue diferente a la mayoría de los grandes sismos ocurridos en México, los cuales típicamente ocurren a lo largo de la costa del Pacífico, donde chocan dos placas tectónicas.

El sismo de Puebla-Morelos ocurrió en el interior del territorio, apenas a 70 millas al sur de la ciudad de México, en el estado de Puebla. Desde la década de 1920, solo otros cinco grandes sismos se han originado en el centro de México.

Cómo ocurren los sismos

La mayoría de los grandes sismos a nivel mundial ocurren a lo largo de las intersecciones inestables de la corteza terrestre, donde chocan dos placas tectónicas —es decir, las losas subterráneas que componen la capa rocosa del planeta— y una placa se desliza debajo de la otra.

A esto se le conoce como zonas de subducción, y los movimientos continuos de las placas en esas áreas son responsables de los sismos más grandes del mundo, como los que ocasionalmente ocurren en Alaska, Japón, Chile e Indonesia.

En la mayoría de las zonas de subducción, después de que una placa tectónica se desliza debajo de una placa vecina, continúa deslizándose diagonalmente hacia abajo y se hunde en las profundidades del manto terrestre. Pero eso no es lo que ocurre en México. Allí, el contacto inicial entre las dos placas tectónicas —las cuales colisionan frente a la costa sur del Pacífico del país— comienza de forma normal, cuando la placa subducida se hunde diagonalmente hacia abajo.

Pero luego, justo cuando comienza a sobresalir por debajo del territorio mexicano, la placa —que está compuesta por rocas densas y pesadas— cambia su rumbo. Se dobla hacia arriba, deslizándose de forma horizontal por debajo de la placa sobre la que se asienta México. Esta configuración continúa por aproximadamente 125 millas más o menos.

Luego, debajo del estado de Puebla —justo al sur de la Ciudad de México— a una profundidad de aproximadamente 30 millas bajo tierra, la placa subducida cambia bruscamente de dirección una vez más. Se zambulle casi verticalmente hacia abajo, hundiéndose profundamente en el manto terrestre.

¿Qué es un sismo 'de flexión'?

Cuando la placa se inclina hacia abajo, algunas de las rocas en la placa se rompen. Imaginemos un pedazo de madera resistente. Si se le flexiona ligeramente, se dobla. Pero cuando la flexión se vuelve demasiado fuerte, se rompe violentamente.

Esto es lo que causa los sismos ‘de flexión’ como los de la Ciudad de México. Después de que la placa tectónica doblada se rompe, del punto de ruptura emanan ondas sísmicas que provocan las sacudidas de la tierra. Mientras más cerca nos encontremos del epicentro, más fuerte será la sacudida.

Este raro tipo de terremoto en México típicamente tiene una magnitud relativamente menor que la variedad más común de la costa del Pacífico. Pero eso no significa que la sacudida sobre el suelo sea débil. Debido a que los sismos ‘de flexión’ azotan la región central densamente poblada de México, bajo los pies de muchos millones de personas, la sacudida puede ser muy fuerte.

Y cuando ocurren cerca de la Ciudad de México, como lo ocurrido en septiembre de 2017, las consecuencias pueden ser devastadoras.

Definiendo las zonas de peligro

Esta misma placa subducida e inestable corre por debajo de todo el centro de México. Y, gracias a estudios previos, sabemos que está inclinada a lo largo de una gran franja continua del centro y sur de México.

Es aquí —desde el estado de Michoacán, parte de la costa del Pacífico, hasta el extremo sur de Oaxaca— donde podrían producirse sismos de flexión. Pero pudimos conocer que la curva de la placa tectónica es solo la mitad de la historia detrás de los temblores en el centro de México. La textura de la placa también es importante.

Las imágenes de alta resolución del fondo marino frente a la costa del Pacífico mexicano revelan que el terreno del lecho marino es accidentado, pero de una forma muy organizada. Allí, debajo de miles de pies de agua, existen altas y estrechas crestas y valles profundos que corren de forma longitudinal en dirección noroeste-sureste.

Esta trama se creó hace unos 8 millones de años, cuando se formaron las primeras rocas, mucho antes de que las placas tectónicas colisionasen para darle a México su zona de subducción. Aun así, la textura de la placa —marcada por esta trama lineal de montañas y cañones subterráneos— resulta ser relevante para determinar dónde podrían ocurrir estos raros sismos de flexión.

Nuestra investigación arrojó que, debido a que sus crestas y valles están orientados uniformemente —de forma similar al grano en una pieza de madera resistente— es menos probable que una placa tectónica se rompa si la fuerza que la dobla está en un ángulo perpendicular a la dirección en la que corre la trama. Al igual que una lámina de contrachapado, una placa tectónica es más resistente a la presión cuando se dobla contra el grano.

En otras palabras, es más probable que se produzcan grande y perjudiciales sismos ‘de flexión’ cuando la propia textura de la placa subducida se alinee con la dirección de su curvatura hacia abajo.

Ésta es una buena noticia para ciudades como Morelia, en Michoacán, donde creemos que la estructura de la placa corre de forma casi perpendicular a la dirección de la fractura de la placa: esta configuración no favorece los sismos de gran magnitud.

Pero son malas noticias para los estados vecinos de Puebla y Oaxaca. Allí, la textura de la placa y la curva de la placa están casi perfectamente alineadas, con una diferencia de menos de 10 grados. Bajo tales circunstancias, la placa doblada puede doblarse y romperse más fácilmente por el movimiento tectónico continuo.

¿Qué le espera a la Ciudad de México?

La parte de la curva de la placa cerca de la Ciudad de México, donde ocurrió el terremoto del 19 de septiembre, se halla en algún punto intermedio. La alineación entre la textura y la placa no es perfecta, pero la diferencia es un ángulo de solo 20 a 30 grados.

Eso significa que la capital podría sufrir otro gran sismo. Y, según nuestro análisis, el epicentro podría estar aún más cerca de la ciudad: esta volátil banda tectónica se extiende al norte hasta la ciudad de Cuernavaca, a 30 millas del extremo sur de la Ciudad de México.

Estos hallazgos son un paso de avance en la comprensión de la compleja geología de México. Pero aún no sabemos con qué frecuencia pueden ocurrir los sismos ‘de flexión’, si una vez cada siglo o cada década. Los sismólogos de todo el mundo aún están lejos de poder predecir dónde, cuándo y cómo ocurrirá el próximo gran sismo.

Pero esperamos que nuestro nuevo estudio pueda ayudar a los mexicanos de todo el país a comprender mejor lo que está sucediendo bajo sus pies.

Este artículo fue publicado originalmente en inglés en The Conversation.