Los mayores terremotos del Universo

Escucha el podcast

El hipocentro (abajo) y el epicentro (arriba) de un terremoto
[Aleksei Shiyanov, 2010]

(Contribución de El neutrino a la XII edición del Carnaval de la Geología, albergada en El neutrino)

Antes que nada, una advertencia. No hay que creerse todo lo que dicen los medios. Sobre todo cuando hablan de terremotos. Confunden sistemáticamente el hipocentro, punto del interior de la Tierra donde se inicia el terremoto, con el epicentro, que es la proyección del hipocentro en la superficie. No tiene ningún sentido hablar de la "profundidad del epicentro"... Pero dejando esto de lado, parece que los medios se han quedado anclados en los años setenta, cuando aún se empleaba la escala de Richter para medir la intensidad de los terremotos. La escala de Richter, una escala empírica basada en las características de las ondas sísmicas registradas por un tipo de sismógrafo concreto, tiene el inconveniente de que se satura alrededor de la magnitud 8. Por encima de ese valor, no se pueden distinguir terremotos de intensidades muy diferentes. Por eso, en 1979 se desarrolló la escala sismológica de magnitud de momento, que representa la energía total liberada por el terremoto, y por tanto no tiene un límite superior intrínseco. La escala no expresa directamente la energía del terremoto, sino que es una función de esta, definida de manera que, para terremotos de magnitud inferior a 5, coincida con la escala de Richter.

La magnitud, M_W, es una función de la energía liberada por el terremoto, M₀. En 1972, el geofísico Keiiti Aki propuso que esa energía es proporcional al área que se desplaza, al desplazamiento medio del terreno en esa área, y al módulo de cizalladura de las rocas involucradas en el terremoto. Los dos primeros factores dependen de la configuración del terreno en el que ocurre el terremoto, mientras que la última es una propiedad relacionada con la rigidez de las rocas de la corteza terrestre. Específicamente, el módulo de cizalladura, o módulo de elasticidad transversal, caracteriza el cambio de forma que experimenta un material elástico cuando se le aplica una fuerza transversal.

Esquema de una zona de subducción
[Booyabazooka, 2011]

De acuerdo con esto, los mayores terremotos se producen en aquellos lugares en los que el área o el desplazamiento del terreno son mayores, ya que la composición de la corteza terrestre a gran escala es bastante homogénea, así que el módulo de cizalladura se puede considerar una constante. En sismología se suele utilizar un valor de 30 Gigapascales, muy cercano al del granito, por ejemplo, que es de 26 Gigapascales.

Las fallas más extensas, que pueden por tanto producir los mayores terremotos, son las que separan las placas tectónicas. El movimiento en estas fallas puede ser de separación, de acercamiento o transversal. Los terremotos de mayor magnitud se producen en el segundo caso, cuando una placa se acerca a otra, y más concretamente en las zonas de subducción, cuando una placa se introduce debajo de otra. Esto es así porque, aunque la placa inferior se curva y acaba por hundirse en el manto, la superficie de contacto horizontal entre ambas es muy extensa.

Terremoto	Magnitud	Área de desplazamiento	Desplazamiento
Terremoto de Kamchatka de 1952	9.0
Terremoto y tsunami de Japón de 2011	9.0	500 x 200 km	20 m
Terremoto del océano Índico de 2004	9.1	(1000 + 1300) x 180 km	33 m
Terremoto de Alaska de 1964	9.2	(800 + 850) x 250 km	23 m
Gran terremoto de Valdivia (Chile) de 1960	9.5	500 x 200 km

Recreación artística del impacto de Chicxulub [Donald E. Davis, NASA, 1994]

Pocos fenómenos pueden liberar tanta energía como un terremoto en la superficie de nuestro planeta. Se calcula que la erupción del supervolcán de Toba, en Sumatra, hace 75 000 años, generó un movimiento sísmico de magnitud 9,15, mientras que el impacto de Chicxulub, que provocó la extinción de los dinosaurios (y otros muchos seres vivos) hace 65 millones de años, alcanzó una magnitud de 13.

¿Y en otros cuerpos celestes? También hay movimientos sísmicos. O terremotos, aunque los anglófonos se empeñen en utilizar unos nombres raros, tales como moonquake, marsquake, venusquake, sunquake... La primera vez que vi esos nombres, pensé que eran especies de Pokémon. Yo prefiero llamar a todos, o al menos a los que se producen en terreno sólido, terremotos. Acepto estrellamoto porque designa un fenómeno distinto y porque así se llama una estupenda novela del físico y escritor de ciencia-ficción Robert L. Forward.

Sólo en la Luna, además de en la Tierra, se han detectado terremotos, mucho más débiles que los terremotos terrestres, gracias a los sismómetros instalados por los astronautas de las misiones Apollo entre 1969 y 1972. Del estudio de la geología de Marte y Venus se deduce que en estos planetas también se producen, o se han producido en el pasado, terremotos.

Crestas de posible origen tectónico en la superficie de Europa
[NASA/JPL, 1997]

Otro lugar que probablemente sufra grandes terremotos es Ío, el satélite de Júpiter. Aunque no hay rastro de placas tectónicas en su superficie, la atracción gravitatoria de Júpiter provoca en la superficie de Ío una marea de más de 100 metros. ¡En la superficie sólida! Estas mareas sólidas se producen también en la Tierra, pero su amplitud es mucho menor, de poco más de medio metro. El movimiento de esta marea con la rotación de Ío deforma su corteza y genera el vulcanismo que conocemos gracias a las misiones espaciales Voyager y Galileo (que ilustra precisamente esta edición del Carnaval de Geología) y que hace de Ío el cuerpo geológicamente más activo de todo el Sistema Solar.

Donde sí se ha detectado evidencia de actividad tectónica es en Europa, otro de los satélites de Júpiter. Pero en este caso, seguramente, los posibles terremotos no serían tan intensos como los de la Tierra: Su superficie es dieciséis veces y media menor que la de la Tierra, así que difícilmente se verán involucradas en un terremoto extensiones de terreno tan grandes como en nuestro planeta. Además, la corteza de Europa está formada principalmente por hielo, y el valor del módulo de cizalladura del hielo, 3,6 Gigapascales, es más de ocho veces menor que el de las rocas que forman la corteza terrestre. Aunque ese valor está medido a la temperatura ambiente en la Tierra; no sé (porque no he podido encontrar la información) si el módulo de cizalladura del hielo aumenta, disminuye o se mantiene constante con la temperatura.

Más prometedor para sufrir grandes terremotos parece el planeta 55 Cancri e, un planeta extrasolar que duplica en radio a la Tierra. Según algunos astrónomos, 55 Cancri e está formado en su mayor parte por carbono, y las capas inferiores de su corteza podrían estar hechas de diamante, cuyo modulo de cizalladura es de 478 Gigapascales, dieciséis veces mayor que el de la corteza terrestre. Aunque todavía existen muchas dudas sobre la verdadera composición de este planeta.

Pero si queremos movimientos sísmicos fuertes de verdad, tenemos que acudir a las estrellas. Un estrellamoto es un súbito movimiento de la corteza de una estrella de neutrones provocado por las intensas fuerzas magnéticas y gravitatorias a las que está sujeta. El mayor estrellamoto conocido se detectó el 27 de diciembre de 2004 en el magnetar SGR 1806-20. Un magnetar es una estrella de neutrones con un campo magnético particularmente intenso. SGR 1806-20 se encuentra a 50 000 años luz de la Tierra, y el estrellamoto generó una emisión de rayos gamma de unos 10³⁶ kilovatios, equivalente a una luminosidad unas tres mil millones de veces superior a la del Sol; se ha calculado para el estrellamoto una magnitud de alrededor de 30. No nos olvidemos que la escala de magnitudes es logarítmica. Un incremento de dos unidades en la magnitud corresponde a una energía mil veces mayor. Un estrellamoto de magnitud 30 libera una energía 10³⁰ veces mayor que un terremoto de magnitud 10. Un 1 seguido de treinta ceros. Menos mal que estaba tan lejos...