Cada año se registran alrededor de 5.000 temblores de baja magnitud en Japón, más de la mitad de ellos entre 3 y 3.9 grados. Aunque muchos pasan inadvertidos para habitantes y turistas, el país también experimenta cerca de 160 terremotos de magnitud 5 o superior anualmente, por lo que sus construcciones están diseñadas para soportar fuertes movimientos del terreno.
Para reducir los daños, los edificios japoneses incorporan diferentes sistemas de protección sísmica. Entre las principales estrategias se encuentran el aislamiento de la estructura respecto al suelo, mecanismos capaces de disipar la energía generada por el movimiento y materiales flexibles que permiten que las construcciones se adapten a las fuerzas del terremoto sin oponerse bruscamente a ellas.
La elevada actividad sísmica de Japón está relacionada con su ubicación en el Cinturón de Fuego del Pacífico, una extensa zona geológica que concentra aproximadamente el 90 % de los terremotos del planeta y cerca del 75 % de los volcanes activos e inactivos. Esta condición convierte al país en una de las regiones más expuestas a estos fenómenos, como ocurrió con el devastador terremoto de 2011.
Japón oriental se desplazó hasta 2,4 metros
Conocido oficialmente como el gran terremoto de Japón Oriental, el sismo ocurrido el 11 de marzo de 2011 alcanzó una magnitud de entre 9.0 y 9.1, lo que lo convirtió en uno de los temblores más potentes registrados desde que existen mediciones instrumentales. La liberación de energía se prolongó durante aproximadamente seis minutos y fue tan intensa que desplazó la isla de Honshu cerca de 2,4 metros hacia el este, además de provocar una ligera alteración en el eje de rotación de la Tierra.
El terremoto tuvo su epicentro a unos 130 kilómetros al este de Honshu y ocurrió a las 14:46, dejando más de 15.000 personas fallecidas. Minutos después, un tsunami con olas que alcanzaron hasta 40 metros golpeó la costa japonesa y agravó la magnitud de la tragedia. Entre los daños más graves estuvo el desastre de la central nuclear de Fukushima, donde se produjo la fusión de tres reactores, mientras que posteriormente se registraron numerosas réplicas de gran intensidad.
Además de los efectos visibles sobre el territorio, los investigadores identificaron otro fenómeno relacionado con la enorme energía liberada por el sismo. Las ondas sísmicas atravesaron el interior del planeta y rebotaron en el núcleo terrestre.
Este fenómeno, que hasta entonces no había sido documentado de esa manera, fue analizado por investigadores como el sismólogo Luis Rivera, de la Universidad de Estrasburgo y uno de los coautores del estudio.
Un fenómeno que no había sido documentado de esa manera
Según explicó, unos 15 minutos después del terremoto principal, una onda S, que se desplaza por el interior de la Tierra, llegó hasta la interfaz entre el núcleo y el manto. Debido a las propiedades físicas de ambos medios, la onda se reflejó por completo y regresó hacia la superficie. A diferencia de las ondas P, o de compresión, las ondas S no pueden propagarse a través de fluidos.
La investigación de Rivera se ha centrado durante años en este tipo de ondas sísmicas verticales, debido a su particular comportamiento. Estas pueden descender hasta el núcleo terrestre, rebotar y regresar hacia la superficie, pero al encontrarse con la atmósfera, que no es un medio sólido, no logran propagarse por ella y vuelven a desplazarse hacia el interior del planeta. Cuando el terremoto alcanza una intensidad excepcional, la onda puede permanecer atrapada en este proceso durante un tiempo, hasta que finalmente pierde energía y se atenúa.
En el caso del gran terremoto de Japón Oriental, la onda S fue tan intensa que, durante su primer recorrido, provocó un desplazamiento de la superficie terrestre que empujó a Japón varios milímetros hacia el este. A partir de los registros de 1.200 receptores GNSS, los investigadores determinaron que el movimiento estuvo entre cinco y seis milímetros. Este desplazamiento se sumó a la enorme deformación provocada directamente por el terremoto, que llegó a mover la isla de Honshu hasta 2,4 metros y produjo una ligera modificación en el eje de rotación terrestre.
“El desplazamiento de 2,4 metros asociado al terremoto de Tohoku, la región donde más castigó, fue enorme, pero estaba localizado: las estaciones cercanas a la zona de ruptura se movieron mucho, mientras que en el sur de Japón el movimiento fue mucho menor”, explicó Sunyoung Park, geofísica de la Universidad de Chicago y primera autora del estudio.
Luego, agregó: “En cambio, este desplazamiento escalonado de 5–6 milímetros es prácticamente uniforme en todo Japón, desde Hokkaido (la isla más al norte) hasta Kyushu (la más sureña)”.