El helio del agua y terremotos

Investigadores japoneses han revelado una relación entre los niveles de helio en las aguas subterráneas y la cantidad de estrés ejercido sobre las capas de roca interiores de la Tierra, que se encuentran en lugares cercanos al epicentro del terremoto de 2016 en Kumamoto.

Los científicos esperan que el hallazgo conduzca al desarrollo de un sistema de monitoreo que capte cambios de estrés que podrían presagiar un gran terremoto.

Varios estudios, incluyendo algunos sobre el terremoto masivo en Kobe, Japón, en 1995, han indicado que los cambios en la composición química de las aguas subterráneas pueden ocurrir antes de los terremotos. Sin embargo, los investigadores todavía necesitan acumular pruebas para vincular la ocurrencia de los terremotos a tales cambios químicos antes de establecer una fuerte correlación entre los dos.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio y sus colaboradores encontraron que cuando el estrés ejercido sobre la corteza terrestre era alto, los niveles de un isótopo de helio, el helio-4, liberado en el agua subterránea también era altos en los sitios cercanos al epicentro del terremoto de Kumamoto de 2016, un terremoto de magnitud 7,3 en el sudoeste de Japón, que causó 50 muertos y graves daños.

El equipo utilizó una bomba sumergible en pozos profundos para obtener muestras de aguas subterráneas a profundidades de 280 a 1.300 metros de siete lugares en las zonas de falla que rodean el epicentro 11 días después del terremoto en abril de 2016. Compararon los cambios de niveles de helio-4, análisis de estas muestras con las de los análisis idénticos realizados en 2010.

"Después de un cuidadoso análisis y cálculos, llegamos a la conclusión de que los niveles de helio-4 habían aumentado en las muestras que fueron recogidas cerca del epicentro debido al gas liberado por las fracturas de roca", dice Yuji Sano, profesor de la Universidad de Tokio en el Instituto de Investigación Oceánica de la Atmósfera.

Además, los científicos calcularon la cantidad de helio liberado por las rocas a través de experimentos de rotura de rocas en el laboratorio usando muestras de rocas que fueron recolectadas alrededor de la región del terremoto. También calcularon la cantidad de esfuerzo ejercido en los sitios para la toma de muestras de agua subterránea utilizando datos de satélite.

Combinados, los investigadores encontraron una correlación positiva entre las cantidades de helio en las aguas subterráneas y el esfuerzo en la roca, en el cual el contenido de helio era más alto en áreas cercanas al epicentro, mientras que las concentraciones disminuían más lejos de la actividad sísmica más intensa.

"Se deben realizar más estudios para verificar nuestra correlación en otras áreas de terremotos", dice Sano. "Es importante hacer observaciones in situ en el estudio de terremotos y otros fenómenos naturales, ya que este enfoque nos proporcionó una inestimable perspicacia en la investigación del terremoto de Kumamoto", añade.

Referencia

"Groundwater helium anomaly reflects strain change during the 2016 Kumamoto earthquake in Southwest Japan" Yuji Sano, Naoto Takahata, Takanori Kagoshima, Tomo Shibata, Tetsuji Onoue and Dapeng Zhao. Nature.