Científicos Despliegan Array de Sensores Remotos para Rastrear Enjambre Sísmico en Samoa Americana

Sociedad Sismológica de América, Albany, CA

Mapa de las Islas Manu'a con ubicaciones de Raspberry Shake (triángulos rojos) y aldeas (cuadrados negros) que contribuyeron reportes de temblores sentidos. El origen del enjambre se localiza donde se intersectan los anillos amarillo y rojo: directamente bajo, o mar adentro ya sea al norte o sur de la Isla Ta'ū. (Imagen: Yoon et al.)

Entre finales de julio y octubre de 2022, residentes de las Islas Manu'a en Samoa Americana sintieron temblar la tierra varias veces al día, generando preocupación por una erupción volcánica inminente o tsunami.

Un catálogo de terremotos para la área no mostró nada, porque las islas carecían de una red de monitorización sísmica que pudiera medir los temblores y ayudar a sismólogos en su búsqueda del origen del enjambre sísmico.

Pero los residentes de las islas Ta'ū, Ofu y Olosega necesitaban respuestas, así que Clara Yoon del Servicio Geológico de EE. UU. y sus colegas encontraron otra forma de llenar los vacíos sísmicos. Usaron aprendizaje automático y una técnica llamada coincidencia de plantillas (template matching) en datos de temblor registrados desde un único sensor sísmico ubicado a 250 kilómetros del enjambre de Samoa Americana.

Rastrearon el enjambre usando estos datos de estación única, combinados con reportes de temblores de residentes, hasta que estaciones sísmicas permanentes locales se instalaron en Samoa Americana en agosto y septiembre de 2022.

Origen y características del enjambre

El enjambre sísmico volcánico no eruptivo comenzó en julio de 2022 a unos 15 kilómetros mar adentro de la Isla Ta'ū. Las islas volcánicas de Samoa surgen a medida que la placa tectónica del Pacífico se mueve sobre un punto caliente en el Pacífico Sur.

Los reportes de residentes sobre temblores frecuentes, ocurriendo múltiples veces al día por pocos segundos cada vez, fueron la única información sobre el enjambre al principio. "Cuando comenzaron los terremotos, Samoa Americana no tenía monitorización geofísica instrumental, por lo que incluso información básica sobre el origen de los temblores — con implicaciones para toma de decisiones de emergencia y seguridad pública — era inexistente", dijo Yoon.

Solución innovadora con estación remota

Para remediar esto, los investigadores recurrieron a una estación sísmica remota en Upolu, Samoa, parte de la Red Sismográfica Global, que tiene datos que pueden descargarse en tiempo casi real a través del centro de datos EarthScope, dijo Yoon.

La señal sísmica del enjambre de Samoa Americana fue difícil de detectar en la estación distante, sin embargo, así que Yoon y colegas usaron un modelo de aprendizaje profundo llamado EQTransformer, junto con la técnica de coincidencia de plantillas, para identificar estos diminutos terremotos en un fondo sísmico ruidoso.

"EQTransformer encontró muchos terremotos con ubicaciones consistentes con el este de Samoa Americana, el mayor de los cuales coincidió con los tiempos de reportes sentidos", dijo Yoon. "Estos reportes sentidos, contribuidos por residentes locales al Servicio Meteorológico Nacional, fueron fuentes esenciales de datos sobre los terremotos, y nos dieron confianza en que los eventos detectados por EQTransformer eran realmente los mismos terremotos sentidos por la población local".

Resultados y conclusiones

Con este nuevo catálogo de terremotos para el evento, los investigadores pudieron caracterizar el inicio y el pico de la actividad del enjambre. Sensores Raspberry Shake portátiles e económicos desplegados en agosto de 2022 ayudaron a localizar rápidamente el área del enjambre. El enjambre terminó en octubre de 2022 sin erupción pero probablemente estuvo relacionado con movimiento de magma volcánico, concluyeron los investigadores.

Yoon dijo que un enfoque como su técnica de estación única podría ser útil en otros lugares del mundo donde la monitorización sísmica permanente es escasa y el peligro sísmico es poco comprendido, como regiones mar adentro con potencial de tsunami o terremotos dentro de una placa tectónica. Añadió que el mayor terremoto en el enjambre de Samoa Americana fue magnitud 4.5, haciendo improbable que hubiera sido detectado por redes sísmicas globales.

"Si nadie hubiera vivido cerca para reportar los temblores frecuentes, este enjambre de Samoa Americana pudo haber pasado completamente desapercibido", dijo Yoon. "Muchas fuentes y fenómenos sísmicos desconocidos esperan ser descubiertos, quizás por futuras aplicaciones comprehensivas a gran escala de enfoques de aprendizaje profundo en sismología".

Para más información, contacte a la Sociedad Sismológica de América en This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..