Investigadores del CSIC observan desde el espacio el movimiento de una placa tectónica con gran precisión

Mejores y más completas medidas de la deformación de la superficie terrestre nos permitirán mejorar los mapas de peligrosidad sísmica, o el pronóstico de futuras erupciones volcánicas. Un equipo de investigación en el que han contribuido el Dr. Pablo J. González, investigador del grupo de Volcanología del IPNA-CSIC en La Laguna, genera por primera vez un mapa en alta resolución del movimiento de una placa tectónica completa, la placa de Anatolia en Turquía.

Hace 50 años, el mundo de la geología se vio revolucionado con la aceptación de la teoría de la tectónica de placas: un nuevo marco conceptual con el que entender la formación de los continentes y los océanos, así como la distribución de volcanes y montañas. Se trata de un modelo que caracteriza el movimiento de la capa fría y rígida que forma la superficie de la Tierra, la corteza. En los años 60, los científicos resolvieron estos movimientos pasados de la corteza a partir de medidas paleo-magnéticas geofísicas de las edades del fondo de los océanos. No fue hasta los años 80 que, con el uso de medidas geodésicas usando satélites artificiales y radiotelescopios se pudo determinar la velocidad actual de ese movimiento. Estas medidas tan precisas se registraban en un número muy limitado de puntos de la superficie, coincidentes con estaciones GPS o grandes observatorios astronómicos. La mejora en los rangos de superficie terrestre cubiertos ha sido progresiva pero lenta, y las mediciones han ido mejorando la precisión de nuestros mapas, permitiendo una navegación más segura. Sin embargo, aunque hay países que cuentan con grandes infraestructuras de medición, la inmensa superficie de la Tierra hace que no se haya podido observar y caracterizar estos movimientos en detalle y con alta resolución espacial.

Desde finales de los años 90, la interferometría radar por satélite permite a los investigadores capturar mapas del movimiento del terreno con alta resolución espacial. Sin embargo, la escasa disponibilidad de estos satélites impedía que esta tecnología pudiera ser usada para generar mapas continuos. Esto cambia a finales de 2014, ya que desde entonces los satélites Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea permiten la observación global de alta resolución del movimiento de la corteza con sus sensores radar interferométrico (InSAR). Además, la información recogida por dicha misión tiene una política de datos abiertos, lo que la convierte en un valioso recurso para la investigación.

El equipo de investigación de este proyecto ha utilizado un superordenador en el Reino Unido que almacena una copia de todos los datos de la misión. Mediante millones de horas de cálculo, se ha procesado miles de imágenes radar, logrando obtener así el primer mapa del movimiento de la superficie de una placa tectónica completa.

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Anatolia pre post

Las mediciones de la deformación superficial son esenciales para la evaluación del peligro sísmico a medio y largo plazo. Si bien cabe recordar que, en la actualidad, la predicción de terremotos no es posible, avances como el que representa este estudio nos acercan un poco más a ese objetivo. Los investigadores han desarrollado nuevos sistemas automatizados de procesamiento de las imágenes InSAR y han explotado los primeros 5 años de datos del Sentinel-1. Con ello, se ha podido medir movimientos de superficie para la región de Anatolia, de aproximadamente 800.000 km2. Nuestros nuevos mapas de velocidad 3D (componente norte, este y vertical) y tasa de deformación horizontal muestran con gran detalle los patrones de deformación, que están dominados por el movimiento hacia el oeste de Anatolia en relación con el continente Euroasiático. La tasa de acumulación de deformación está localizada a lo largo de las grandes fallas tectónicas situadas al norte y al este de la placa de Anatolia, mientras que las señales verticales son rápidas y están asociadas con actividades antropogénicas como es la extracción de agua subterránea. La componente vertical en menor medida, también captura la extensión tectónica que existe asociada a los grabens (valles longitudinales) de Anatolia occidental.

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Anatolia patrones

Esta investigación demuestra que el uso de los datos de satélites de la misión Sentinel-1, unido a su procesado InSAR masivo y automático, puede permitir el desarrollo de una caracterización muy detallada de los campos de velocidad y la tasa de deformación, con alta resolución y precisión, en grandes regiones de los continentes. Estos resultados son importantes para evaluar la relación entre la tasa de acumulación y liberación de esfuerzos en las rocas de la corteza terrestre asociados a los de terremotos.

Para saber más, consulte el artículo "High-resolution surface velocities and strain for Anatolia from Sentinel-1 InSAR and GNSS data".

Por Pablo J. González.

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