El nivel de helio en el agua subterránea podría señalar un riesgo potencial de terremoto.

Investigadores japoneses han revelado una relación entre los niveles de helio en las aguas subterráneas y la cantidad de tensión ejercida en capas de roca en el interior de la tierra, en lugares cerca del epicentro del terremoto de Kumamoto de 2016. Los científicos esperan que el hallazgo conducirá al desarrollo de un sistema de vigilancia que capture los cambios de tensión que podrían presagiar un gran terremoto.

 

Se obtuvieron muestras de agua subterránea de siete localidades en las zonas de falla de Hinagu Futagawa en la región de Kumamoto. Los lugares están marcados cuadrados amarillo (denota HRY, TMN, UKI, KKC, OTS, AJS y MFN) en el mapa. Los epicentros de los dos temblores que precedieron el terremoto principal y el choque principal se muestran en círculos rojos. Crédito: Yuji 2016 Sano.

Varios estudios, incluyendo algunos sobre el terremoto 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 evidencia para vincular la ocurrencia de terremotos a tales cambios químicos antes de establecer una correlación fuerte entre los dos.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio y sus colaboradores han encontrado que cuando la tensión ejercida sobre la corteza de tierra fue alta, los niveles de un isótopo de helio, helio-4, lanzado en el agua subterránea también fue alta en los sitios cerca del epicentro del terremoto de Kumamoto 2016, un terremoto de magnitud 7,3 en Japón al sudoeste, que causó 50 muertes y graves daños.

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

 

Lugares con altos niveles de esfuerzo de tensión exhibieron altos niveles de liberación de helio, mientras que localidades con bajos niveles de esfuerzo de tensión exhibieron niveles bajos de la liberación de helio, lo que demuestra una correlación positiva. Crédito: Yuji 2016 Sano.

"Después de un cuidadoso análisis y cálculos, llegamos a la conclusión que habían aumentado los niveles de helio-4 en las muestras recogidas cerca del epicentro debido a los gases liberados por las fracturas de la roca," dice el principal autor Yuji Sano, un profesor de Instituto de investigación de atmósfera y océano de la Universidad de Tokio .

Además, los científicos estimaron la cantidad de helio liberado por las rocas a través de experimentos de fractura de roca en el laboratorio con muestras de rocas recogidas de toda la región del terremoto. También calcularon la cantidad de tensión ejercida en los sitios de recolección de muestras de agua subterránea usando datos de satélite.

Combinado, los investigadores encontraron una correlación positiva entre las cantidades de helio en las aguas subterráneas y el esfuerzo de tensión, en que el helio contenido fue mayor en las áreas cercanas al epicentro, mientras que las concentraciones disminuyeron más lejos de la actividad sísmica más intensa.

"Más estudios deben realizarse para verificar la correlación en otras áreas de terremoto", dice Sano. "Es importante hacer observaciones in situ en el estudio de terremotos y otros fenómenos naturales, como este acercamiento nos proporcionó información valiosa en la investigación sobre el terremoto de Kumamoto", añade.