Réplica

En sismología, una réplica es un terremoto más pequeño que sigue a un terremoto más grande, en la misma área del sismo principal, causado cuando la corteza desplazada se ajusta a los efectos del sismo principal. Los grandes terremotos pueden tener de cientos a miles de réplicas detectables por instrumentos, que disminuyen constantemente en magnitud y frecuencia de acuerdo con un patrón constante. En algunos terremotos la ruptura principal ocurre en dos o más pasos, resultando en múltiples choques principales. Estos se conocen como terremotos de doblete y, en general, se pueden distinguir de las réplicas por tener magnitudes similares y formas de onda sísmica casi idénticas.

Distribución de réplicas

La mayoría de las réplicas se ubican en toda el área de ruptura de la falla y ocurren a lo largo del plano de la falla misma oa lo largo de otras fallas dentro del volumen afectado por la tensión asociada con el sismo principal. Por lo general, las réplicas se encuentran hasta una distancia igual a la longitud de ruptura del plano de falla.

El patrón de las réplicas ayuda a confirmar el tamaño del área que se deslizó durante el sismo principal. En el caso del terremoto del Océano Índico de 2004 y el terremoto de Sichuan de 2008, la distribución de réplicas muestra en ambos casos que el epicentro (donde se inició la ruptura) se encuentra en un extremo del área final de deslizamiento, lo que implica una propagación de ruptura fuertemente asimétrica.

Tamaño y frecuencia de las réplicas con el tiempo

Las tasas y magnitudes de las réplicas siguen varias leyes empíricas bien establecidas.

Ley de Omori

La frecuencia de las réplicas disminuye aproximadamente con el recíproco del tiempo después del sismo principal. Esta relación empírica fue descrita por primera vez por Fusakichi Omori en 1894 y se conoce como ley de Omori. se expresa como

n()t)=kc+t{displaystyle n(t)={frac {k}{c+t}}

donde k y c son constantes, que varían entre secuencias de terremotos. Utsu propuso en 1961 una versión modificada de la ley de Omori, ahora de uso común.

n()t)=k()c+t)p{displaystyle n(t)={frac {k}{(c+t)}}}}

donde p es una tercera constante que modifica la tasa de decaimiento y normalmente cae en el rango de 0,7 a 1,5.

Según estas ecuaciones, la tasa de réplicas disminuye rápidamente con el tiempo. La tasa de réplicas es proporcional a la inversa del tiempo transcurrido desde el sismo principal y esta relación se puede utilizar para estimar la probabilidad de que ocurran réplicas en el futuro. Por lo tanto, cualquiera que sea la probabilidad de una réplica el primer día, el segundo día tendrá 1/2 de la probabilidad del primer día y el décimo día tendrá aproximadamente 1/10 de la probabilidad del primer día (cuando p es igual a 1). Estos patrones describen solo el comportamiento estadístico de las réplicas; los tiempos, números y ubicaciones reales de las réplicas son estocásticos, aunque tienden a seguir estos patrones. Como se trata de una ley empírica, los valores de los parámetros se obtienen ajustando los datos después de ocurrido un sismo principal, y no implican ningún mecanismo físico específico en ningún caso dado.

La ley de Utsu-Omori también se ha obtenido teóricamente, como la solución de una ecuación diferencial que describe la evolución de la actividad de las réplicas, donde la interpretación de la ecuación de evolución se basa en la idea de desactivación de las fallas en la vecindad del choque principal del sismo. Además, anteriormente la ley de Utsu-Omori se obtenía de un proceso de nucleación. Los resultados muestran que la distribución espacial y temporal de las réplicas es separable en dependencia del espacio y dependencia del tiempo. Y más recientemente, mediante la aplicación de una solución fraccionaria de la ecuación diferencial reactiva, un modelo de ley de doble potencia muestra el decaimiento de la densidad numérica de varias formas posibles, entre las que se encuentra un caso particular, la Ley de Utsu-Omori.

Ley de Båth

La otra ley principal que describe las réplicas se conoce como la Ley de Båth y establece que la diferencia de magnitud entre un sismo principal y su réplica más grande es aproximadamente constante, independiente de la magnitud del sismo principal, típicamente 1.1–1.2 en la escala de magnitud de momento.

Ley de Gutenberg-Richter

Gutenberg-Richter law for b= 1

Magnitud del terremoto de Italia Central de agosto de 2016 (punto rojo) y post-hocks (que siguió ocurriendo después del período que se muestra aquí)

Las secuencias de réplicas también suelen seguir la ley de escala de tamaño de Gutenberg-Richter, que se refiere a la relación entre la magnitud y el número total de terremotos en una región en un período de tiempo determinado.

N=10a− − bM{displaystyle !,N=10^{a-bM}

Dónde:

• N{displaystyle N} es el número de eventos mayores o iguales a M{displaystyle M}
• M{displaystyle M} magnitud
• a{displaystyle a} y b{displaystyle b} son constantes

En resumen, hay más réplicas pequeñas y menos réplicas grandes.

Efecto de réplicas

Las réplicas son peligrosas porque suelen ser impredecibles, pueden ser de gran magnitud y pueden derrumbar edificios dañados por el terremoto principal. Los terremotos más grandes tienen réplicas cada vez más grandes y las secuencias pueden durar años o incluso más, especialmente cuando ocurre un gran evento en un área sísmicamente tranquila; ver, por ejemplo, la Zona Sísmica de Nuevo Madrid, donde los eventos aún siguen la ley de Omori desde los principales terremotos de 1811-1812. Se considera que una secuencia de réplicas ha terminado cuando la tasa de sismicidad vuelve a caer a un nivel de fondo; es decir, no se puede detectar una mayor disminución en el número de eventos con el tiempo.

Se informa que el movimiento de tierra alrededor de Nuevo Madrid no supera los 0,2 mm (0,0079 pulgadas) al año, en contraste con la falla de San Andrés, que promedia hasta 37 mm (1,5 pulgadas) al año en California. Ahora se cree que las réplicas en San Andreas superan los 10 años, mientras que los terremotos en Nuevo Madrid se consideraron réplicas casi 200 años después del terremoto de Nuevo Madrid de 1812.

Terremotos

Algunos científicos han tratado de usar los temblores preliminares para ayudar a predecir los próximos terremotos, y tuvieron uno de sus pocos éxitos con el terremoto de Haicheng de 1975 en China. En East Pacific Rise, sin embargo, las fallas transformantes muestran un comportamiento de prechoque bastante predecible antes del evento sísmico principal. Las revisiones de los datos de eventos pasados y sus sismos anteriores mostraron que tienen un bajo número de réplicas y altas tasas de sismos previos en comparación con las fallas continentales de deslizamiento.

Modelado

Los sismólogos usan herramientas como el modelo de secuencia de réplicas de tipo epidémico (ETAS) para estudiar las réplicas en cascada y los temblores previos.

Psicología

Después de un gran terremoto y réplicas, muchas personas informaron haber sentido "terremotos fantasma" cuando en realidad no se estaba produciendo ningún terremoto. Esta condición, conocida como "enfermedad del terremoto" se cree que está relacionado con el mareo por movimiento y, por lo general, desaparece a medida que disminuye la actividad sísmica.