contribuciones del proyecto satreps al conocimiento de
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Contribuciones del proyecto SATREPS al conocimiento de sismos y tsunamis en Mexico
Víctor M. Cruz-Atienza
Instituto de Geofísica, UNAM
73 investigadores y 27 estudiantes en México y Japón
5 de noviembre de 2020 – Ciudad de MéxicoDia Mundial de Concienciacion Sobre Tsunamis
Los Desastres y su Mitigación
• Los mal llamados “desastres naturales”, no son naturales.
• Los desastres son sociales.
• Sus dimensiones son resultado de factores sociales y de las decisiones que toman las autoridades.
• El peligro sísmico y por tsunami en México será siempre grande.
• El riesgo asociado, y por lo tanto sus consecuencias, tendrán el tamaño que la sociedad disponga (notablemente sus autoridades).
• La prevención es la única estrategia para mitigar el riesgo ante las amenazas naturales y, por ende, los desastres.
Hacia una Política de Prevención
Conocimiento de la amenaza natural(Cuantificación del peligro sísmico y
por tsunami)
Reglamentos de construcción
sismoresistente
Medidas preventivas derivadas:
Sistema de alertamiento
temprano
Protocolos oficiales de
protección civil
Punto de partida:
Educación de la sociedad
civil
Planeación urbana integral para la gestión del riesgo
…
Conocimiento del medio social
Aportaciones del proyecto SATREPS
Región de Estudio Proyecto SATREPS México-Japón
4
Brecha sísmica de Guerrero(más de 60 años sin un gran terremoto)
• ¿Qué tan grande puede ser un terremoto en la brecha sísmica?
• ¿Cuáles serían sus consecuencias?
• ¿Cómo contribuir a la mitigación del riesgo?
Grupo 3Evaluación del riesgos y programas educativos para la prevención de desastres que satisfagan
las necesidades locales.
C-1 Vulnerabilidad y evaluación del riesgo por terremotos y tsunamis. Mapas SIG
C-2 Desarrollo de mapas de evacuación de tsunamis, letreros para guías de evacuación, desarrollo y despliegue de programas de educación para la mitigación de desastres y actividades para
crear conciencia sobre la mitigación de desastres
Grupo 2Escenarios de terremotos y tsunamis en la
brecha sísmica de Guerrero para la evaluación del peligro.
B-1: modelado de terremotosMovimientos fuertes, ciclo de terremotos, terremotos lentos y
estructura térmica de subducción.B-2 :Modelado de tsunamis
Altura de ola, tiempos de arribo e inundación.
Grupo 1Acoplamiento sísmico y estructura cortical con
base en datos sísmicos y geodésicos.A-1: observación de fondo oceánico
Despliegue de sismómetros de fondo oceánico y sensores de presión.A-2: observación en tierra
Densificación de redes sísmicas y geodésicas; depósitos costeros de tsunamis
Objetivo del proyecto:Generación de mapas de riesgo por terremotos y tsunamis a partir de observación
inéditas para elaborar programas educativos sobre la mitigación de desastres y recomendaciones preventivas de evacuación en la costa del Pacífico de México.
Plan Maestro del Proyecto
Responsables:
Dr. Yoshihiro Ito(Japón)
Dr. Víctor M. Cruz-Atienza(México)
UNAMKyoto University
Kobe Univ.
Kyoto U.
Kyoto Univ.
U. Tokyo
Kyoto Univ.
BRI
UNAM
U.Tokyo Tohoku U. JAMSTEC
WG 1Seismic coupling and
crustal structure
A-1: Offshore obs.
Univ. of Tokyo
Kyoto U.
A-2: Onshore obs.
WG 2Physics-based earthquake
and tsunami modeling
B-1: Earthquake Modeling
Kyoto Univ.
Tohoku Univ. Tokushima U.
B-2: Tsunami Modeling
Kansai U. Utsunomiya U.
CENAPRED
Instituto de Geofísica
UNAM
WG 3Risk assessment and
disasters prevention
Instituto de Geofísica
Facultad de Ingeniería
Instituto de Geofísica
Facultad de Ingeniería
C-1: Vulnerability and risk assessment
C-2: Civil protection and outreach
Instituto de Geografía
Ciencias de la Atmósfera
MéxicoJapón Instituciones Implicadas
10
Red Sísmica Anfibia en Guerrero (desde 2017)
On-Shore• 14 broadband
stations
Off-Shore• 10 ocean bottom
seismometers (Tmax
= 1 s but work fine up to 5 s)
ComplementaryOn-shore Networks
• 10 broadband and accelerometricstations (SSN)
• 35 accelerometers(Institute of Ingeneering)
Cruz-Atienza and Ito et al., SRL, 2018
11
On-Shore• 33 GPS stations
Off-Shore• 7 ocean bottom
pressure gages• 2 GPS-Acoustic
arrays
Complementary On-shore Networks
• 16 GPS stations (SSN + TlalocNet)
Red Geodésica Anfibia en Guerrero (desde 2017)
Cruz-Atienza and Ito et al., SRL, 2018
13
Configuración de la Red Sismogeodésica Submarina
Cruz-Atienza and Ito et al., SRL, 2018
14
• Instalación completada en noviembre de 2017
• 5 campañas oceánicas desde 2017 (i.e. 1.5 por año)
• Próxima campaña en marzo de 2021 (pospuesta por COVID-19)
B/O El Puma UNAM
Red de Observación Anfibia en Guerrero
Pressure sensors Seismometers
Waveglider GPS-A
Motivación de la Red Sismogeodésica Anfibia
• La prevención de desastres es posible sí y sólo sí comprendemos los fenómenos naturales amenazantes (i.e. su física subyacente).
• Nuestros modelos teóricos (en el sentido más general) conducen la observación hacia dicha comprensión (i.e. confirmación de teorías).
• La teoría actual de los terremotos exige sistemas de observación altamente sofisticados.
La investigación científica lleva a la comprensión de los fenómenos
Si la velocidad de deslizamiento entre las placas es mayor a la de su convergencia, entonces se liberan esfuerzos.
Velocidad de Deslizamiento entre las Placas Tectóncas: ¿Se Acumulan o se Liberan Esfuerzos?
Principal Mecanismo de Generación de Tsunamis
1. La subducción de la placa oceánica deforma el continente acumulando energía.
2. La energía rebasa la resistencia en la interfaz de placas y ocurre el terremoto.
3. El terremoto produce un levantamiento del fondo del mar y con él, el de la columna de agua que está encima.
4. Este levantamiento de la columna de agua es el origen del tsunami, que se propaga en todas direcciones.
20
Mediciones GPS-Acústico en dos Sitio
(Observación de la deformaciónhorizontal del fondo oceánico)
UNAM Wave Glider
• Dos antenas GNSS• Giroscopio óptico• Transductor acústico
• Unidad de control• Baterías y páneles solares
Hidrodinámica motriz del “wave glider”
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Operación Satelital del “Wave Glider”
Control integral de navegación y de operación del sistema acústico y GPS
Tiempos de viaje (ondas acústicas)
R/V positionwhile continousCTDs
Three sea bottomacoustic transponders
WG trajectory
12 hours survey
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• Desarrollo del método ELADIN: ELastostatic ADjoint INversion Method
(Tago et al., GJInt, 2020)
• Determinación del deslizamiento entre las placas a partir de mediciones geodésicas.
Deslizamiento Asísmico en el Contacto de Placas
¿Cuánto cambia con el tiempo la velocidad de deslizamiento entre
las placas?
Cruz-Atienza et al., NatComm, 2020
Evolución del Deslizamiento Asísmico en el Contacto de Placas
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Secuencia de Terremotos Devastadores y Deslizamiento Asísmico entre las Placas
•Dos terremotos intraplaca(Mw8.2 y Mw7.1).
•Un terremoto interplaca(Mw7.2).
•Cinco sismos lentos enGuerrero y Oaxaca.
•Una relajación postsísmica
Between June 2017 and July 2019
Cruz-Atienza et al., NatComm, 2020
• Esta series de eventos están causalmente relacionados• El peligro sísmico cambia con el tiempo
Sismos Lentos Superficiales
Plata-Martínez et al., NatComm, 2020 (under review)
• Tremor tectónico episódico (posibles SSE), sismos repetidores, sismicidad y batimetría residual, sugieren que una porción de la interfaz de placas somera se desliza establemente.
• Implicaciones importantes en el peligro sísmico.
stable
Futuros Tsunamis en Zihuatanejo
Zihuatanejo:• Altamente turístico
• Exposición a terremotos y tsunamis
30
Escenarios de Tsunamis en Zihuatanejo
Zihuatanejo
Mori et al., 2018
31
Simulación de un Tsunami en Zihuatanejo
Mori et al., 2018
Olas de hasta 6 m de altura
32
Inundación por Tsunami Simulada en Zihuatanejo
33
Simulación de Inundación por Tsunami en Zihuatanejo
Llegada de la Ola Máxima(13.5 min después del
origen del sismo)
Inundación Máxima(22.5 min después del
origen del sismo)
Tipo de Persona
Residentes 804
0~7 años 117
8~59 años 587
60~ años 100
Estudiantes 100
Empleados 3568
Turistas 2000
34
Simulación de la Evacuación de la Población
Distribución Inicial de las Personas por Evacuar
Hatayama et al., 2018
Hoteles
LomaLas personas deben alcanzar un lugar con altitud mayor a la esperada del Tsunami (5 m)
Puente
PuenteLoma
Loma
Puente
Evacuación Hacia Lomas y Hoteles
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Efecto de la Evacuación Hacia Hoteles
38
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 500 1000 1500 2000 s
Sin hotelesCon hoteles
Evacuación vertical en hoteles puede ser una medida preventiva
eficiente
12 min.
Can
tid
ad
de g
en
teeva
cuad
a
Hatayama et al., 2018
Japón: Monitoreo Continuo Submarino de Terremotos y Tsunamis para la Prevención
防災科学技術研究所
S-net: Alertamiento Temprano • S-Net, operacional desde 2017• Alertamiento temprano por terremoto,
tsunamis y huracanes• 5,700 km de fibra óptica en el lecho marino• 150 sensores sísmicos y de presión
hidrostática
Red Cableada Submarina
• Para entender a los terremotos y tsunamis es indispensable infraestructura de frontera, como una red submarina cableada frente las costas del Pacífico Mexicano con transmisión en tiempo real.
• Esta infraestructura permitiría revolucionar los sistemas de alertamiento temprano (CAT y SASMEX) para la prevención de desastres.
Alertamiento temprano por
tsunamis y huracanes
Alertamiento temprano por
terremotos
Sistema Submarino Cableado en Guerrero
• Tantos años de investigación han llevado a la posibilidad de invertir hoy en el desarrollo sostenible en México para la Protección Civil a largo plazo.
Sistema Submarino Cableado en México(Operado por la Marina Nacional?) Inversión:
• ~700 millones de dólares
Beneficios:
• Alertamiento temprano robusto de tsunamis y terremotos.
• Monitoreo en tiempo real de huracanes y condiciones atmosféricas.
• Comprensión de los fenómenos para la evaluación del peligro.
Conclusiones
• Seguirán habiendo grandes terremotos y tsunamis en México.
• Entender la física de dichos fenómenos permite estimar mejor el peligro que suponen.
• Las medidas para la reducción del riesgo se desprenden de las estimaciones de peligro y de una comprensión del medio social.
• El proyecto SATREPS en Guerrero realiza observaciones geofísicas inéditas que están permitiendo entender mejor qué pasa en la Brecha Sísmica.
• A partir de esta comprensión, se está estimando el peligro asociado a futuros grandes terremotos y tsunamis.
• Asimismo, se está creando material educativo y medidas preventivas para la evacuación por tsunami en Zihuatanejo.
Muchas gracias