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EARTH EXPLAINED · GUÍA DE LA LECCIÓN

El terremoto de la Serie Mundial

Loma Prieta, 1989: por qué los peores daños ocurrieron a 60 millas de la falla

Video 9:00Nivel Grados 6–12 · Geología universitaria introductoriaEstándares MS-ESS2-2, MS-ESS3-2, HS-ESS2-1, HS-ESS3-1, HS-PS4-1, HS-ETS1-3
Idioma Español

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¿Por qué un terremoto centrado en las montañas cerca de Santa Cruz causó sus daños más mortíferos a unas 60 millas de distancia, en San Francisco y Oakland?

A las 5:04 p. m. del 17 de octubre de 1989, minutos antes del partido 3 de la Serie Mundial, un terremoto de magnitud 6,9 rompió un tramo enterrado del sistema de fallas de San Andrés bajo las montañas de Santa Cruz. Esta lección lo usa para explicar cómo un límite de placas que se deslizan acumula tensión y la libera de golpe (la teoría del rebote elástico, que surgió del terremoto de 1906), cómo un pronóstico de 1988 señaló el segmento que se rompió y por qué los peores daños ocurrieron lejos de la falla, donde el lodo blando y el relleno artificial amplificaron la sacudida y convirtieron el suelo suelto casi en líquido. Termina con lo que la región cambió después, desde el reforzamiento de autopistas hasta las alertas de terremotos en los teléfonos, y con la estimación del USGS de un 72% de probabilidad de al menos un terremoto de magnitud 6,7 o mayor en la región de la bahía de San Francisco entre 2014 y 2043.

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Objetivos de aprendizaje Después de esta lección, los estudiantes podrán:

  1. Describir el sistema de fallas de San Andrés como un límite donde la placa del Pacífico se desliza hacia el noroeste junto a la placa Norteamericana, y nombrar las principales fallas del Área de la Bahía.
  2. Explicar la teoría del rebote elástico, usando como evidencia los desplazamientos del terreno medidos después del terremoto de 1906.
  3. Distinguir un pronóstico de terremotos (una probabilidad en un período de tiempo) de una predicción (una fecha, un lugar y un tamaño), e interpretar correctamente los pronósticos de 1988 y 2014 para el Área de la Bahía.
  4. Explicar cómo el suelo blando y el relleno artificial amplifican las ondas sísmicas y cómo la licuefacción daña los edificios, y usar estas ideas para explicar por qué los daños se concentraron en el Marina District y a lo largo de la orilla de la bahía.
  5. Describir los colapsos del Cypress Street Viaduct y del Bay Bridge, y evaluar las respuestas de ingeniería que siguieron: el reforzamiento de estructuras antiguas y el reemplazo del tramo oriental del Bay Bridge.
  6. Explicar cómo funciona la alerta temprana de terremotos, por qué puede dar a algunos lugares decenas de segundos de aviso y por qué los lugares más cercanos a la falla pueden no recibir ninguno.
  7. Evaluar el peligro actual de la falla de Hayward y explicar por qué tiene sentido practicar “agáchate, cúbrete y sujétate” (Drop, Cover and Hold On) en una región con un 72% de probabilidad de un gran terremoto en 30 años.

Antes de ver

Vocabulario clave ★ términos de ampliación para estudiantes mayores

Falla
Una fractura en la corteza terrestre donde la roca de cada lado se desplaza respecto de la otra. El movimiento en una falla puede ser lento y constante, o repentino, en un terremoto.
Placa tectónica
Uno de los grandes fragmentos rígidos de la capa exterior de la Tierra. En California, la placa del Pacífico se mueve hacia el noroeste junto a la placa Norteamericana a unas 2 pulgadas (5 cm) por año.
Sistema de fallas de San Andrés
La familia de fallas que absorbe la mayor parte del movimiento entre las placas del Pacífico y Norteamericana en California. Alrededor de la bahía de San Francisco incluye las fallas de San Andrés, Hayward y Calaveras.
Límite transformante★
Un límite de placas donde dos placas se deslizan lateralmente una junto a la otra, sin que se cree ni se destruya placa. El sistema de fallas de San Andrés es el ejemplo más conocido en tierra firme.
Rebote elástico
La explicación de los terremotos que dio H. F. Reid en 1910: la roca a ambos lados de una falla trabada se deforma lentamente mientras las placas se mueven, acumulando tensión, hasta que la falla se desliza y la roca vuelve de golpe a su lugar. Sigue siendo el modelo básico del ciclo sísmico.
Magnitud
Una medida del tamaño de un terremoto. Cada paso entero en la escala de magnitud de momento libera unas 32 veces más energía.
Hipocentro y epicentro★
El hipocentro (foco) es el punto bajo tierra donde comienza la ruptura; el epicentro es el punto de la superficie situado justo encima. El hipocentro de Loma Prieta estaba a unas 11 millas (17 km) de profundidad.
Pronóstico de terremotos
Una afirmación sobre la probabilidad de que ocurra un terremoto de cierto tamaño en cierta zona dentro de cierto plazo, como “30% en 30 años”. No es la predicción de una fecha.
Relleno artificial
Terreno creado por las personas al verter o bombear arena, tierra y escombros en el agua o en terrenos bajos. Gran parte de la costa de la bahía de San Francisco, incluido el Marina District, está construida sobre relleno.
Licuefacción
La pérdida de resistencia de la arena suelta y saturada de agua durante una sacudida, de modo que se comporta como un líquido. Los edificios construidos sobre ella se hunden o se inclinan, y la arena y el agua brotan a chorros formando volcanes de arena.
Amplificación de sitio
El aumento de la sacudida donde las ondas sísmicas pasan de roca rígida a suelo blando: las ondas se frenan y su amplitud crece. En 1989, el suelo blando alrededor de la bahía se sacudió entre dos y cuatro veces más fuerte que la roca cercana.
Deslizamiento lento de falla (creep)
Deslizamiento lento y constante en una falla, sin terremotos. Partes de la falla de Hayward se deslizan unos pocos milímetros por año, doblando los bordillos y muros que la cruzan.
Alerta temprana de terremotos
Un sistema en el que sensores cercanos a un terremoto detectan las primeras ondas sísmicas, las más rápidas, y envían una alerta que puede llegar segundos antes de la sacudida más fuerte. El sistema de California se basa en la red ShakeAlert del USGS.
Ondas P y ondas S★
Los dos tipos de ondas sísmicas que viajan por el interior de la Tierra. Las ondas P (primarias) son más rápidas y suelen ser más débiles; las ondas S (secundarias) llegan después y causan gran parte de los daños.
Mampostería no reforzada★
Construcciones antiguas de ladrillo o piedra sin refuerzo de acero. Estos edificios, como los del Pacific Garden Mall de Santa Cruz, están entre los que tienen más probabilidades de derrumbarse con una sacudida fuerte.
Reforzamiento sísmico
Fortalecer una estructura existente para que resista terremotos, por ejemplo envolviendo columnas de concreto en camisas de acero y uniendo entre sí los tramos de los puentes.

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0:005:04 p. m.

17 de octubre de 1989: más de 60.000 aficionados están en el Candlestick Park para el partido 3 de la Serie Mundial entre los Giants de San Francisco y los A's de Oakland cuando, a las 5:04 p. m., el estadio empieza a sacudirse y la transmisión en directo se corta y queda solo estática.

0:39La falla de al lado

California se encuentra en el límite donde la placa del Pacífico se desliza hacia el noroeste junto a la placa Norteamericana a unas 2 pulgadas (5 cm) por año, sobre todo a lo largo del sistema de fallas de San Andrés, que alrededor de la bahía se divide en las fallas de San Andrés, Hayward y Calaveras. En la mayor parte de su longitud, las fallas permanecen trabadas durante décadas o siglos y luego liberan de golpe la tensión acumulada.

1:201906

El terremoto de magnitud 7,9 del 18 de abril de 1906 rompió unas 296 millas (477 km) de la falla de San Andrés; luego vino el fuego, unos 28.000 edificios quedaron destruidos y murieron más de 3.000 personas. Desplazamientos de hasta unos 21 pies (6,4 m) llevaron a H. F. Reid a la teoría del rebote elástico, y la costa rellenada que se convirtió en el Marina District preparó el escenario para 1989.

2:38El pronóstico

En 1988, el Working Group on California Earthquake Probabilities (un grupo de trabajo sobre probabilidades de terremotos en California) asignó al segmento del sur de las montañas de Santa Cruz de la falla de San Andrés un 30% de probabilidad de un terremoto de magnitud 6,5 a 7 en un plazo de 30 años. El terremoto llegó justo al año siguiente.

3:08Quince segundos

Una ruptura de magnitud 6,9 comenzó a unas 11 millas (17 km) bajo las montañas de Santa Cruz, cerca del pico Loma Prieta; la sacudida más fuerte duró unos 15 segundos y la ruptura nunca llegó a la superficie. En Santa Cruz se derrumbaron viejos edificios de ladrillo, el relleno del Marina District se licuó, parte del tablero superior del Bay Bridge cayó, y el colapso del Cypress Street Viaduct de Oakland, una autopista de dos pisos, causó la mayoría de las muertes.

5:19Las secuelas

El balance: 63 muertos, 3.757 heridos, más de 18.000 viviendas dañadas, unas 12.000 personas sin hogar y unos 6.000 millones de dólares en daños. El estadio resistió, y la Serie Mundial se reanudó diez días después.

5:45Lo que cambió

San Francisco demolió la dañada Embarcadero Freeway en 1991 y reabrió su costa; el tramo oriental del Bay Bridge se reemplazó por uno nuevo diseñado para resistir un gran terremoto (inaugurado en 2013); se reforzaron puentes y autopistas antiguos en toda California; y en el 30.º aniversario, en 2019, el estado empezó a enviar alertas tempranas a los teléfonos.

6:44El próximo

La falla de Hayward pasa directamente bajo las ciudades del este de la bahía, se desliza unos pocos milímetros por año y se rompió por última vez en un terremoto de magnitud 6,8 en 1868. El USGS estima en un 72% la probabilidad de al menos un terremoto de magnitud 6,7 o mayor en el Área de la Bahía entre 2014 y 2043, y por eso millones de personas practican “agáchate, cúbrete y sujétate” (Drop, Cover and Hold On) cada octubre. El episodio cierra con tres cosas para recordar.

Ideas erróneas comunes Para el docente

Idea erróneaCuanto más cerca estás del epicentro de un terremoto, peores serán siempre los daños.

Lo que muestra la evidenciaLa distancia importa, pero también el terreno. En 1989, los daños más mortíferos ocurrieron en Oakland y San Francisco, a unas 60 millas de la falla, sobre lodo blando de la bahía y relleno artificial que amplificaron la sacudida y, en algunos lugares, se licuaron. Los edificios diseñados con criterios de ingeniería sobre terreno firme cerca del epicentro, en general, resistieron bien.

Idea erróneaLos científicos predijeron el terremoto de Loma Prieta.

Lo que muestra la evidenciaLo pronosticaron, que es distinto. El Working Group de 1988 asignó al segmento del sur de las montañas de Santa Cruz un 30% de probabilidad de un terremoto de magnitud 6,5 a 7 en 30 años: una probabilidad, no una fecha. Nadie puede todavía predecir el día de un terremoto, y la propia ruptura de 1989 fue inusual, con casi tanto deslizamiento hacia arriba y por encima (inverso) como lateral, en un plano de falla muy inclinado bajo las montañas.

Idea erróneaUna falla con deslizamiento lento, como la de Hayward, es segura, porque libera su tensión suavemente.

Lo que muestra la evidenciaEl deslizamiento lento de la falla de Hayward se limita en gran parte a las pocas millas superiores. Por debajo de unas 3 millas (5 km), la falla está trabada y acumulando tensión, y produjo un terremoto de magnitud 6,8 en 1868. El USGS asigna al sistema de fallas Hayward–Rodgers Creek un 33% de probabilidad de un terremoto de magnitud 6,7 o mayor entre 2014 y 2043.

Idea erróneaLa alerta temprana de terremotos predice los terremotos antes de que empiecen.

Lo que muestra la evidenciaLa alerta temprana detecta un terremoto que ya comenzó. Los sensores cerca de la fuente captan las ondas P, más rápidas, y una alerta electrónica se adelanta a las ondas más lentas y destructivas. Los lugares lejos de la fuente pueden recibir muchos segundos de aviso; los más cercanos pueden no recibir ninguno.

Idea erróneaUn terremoto de magnitud 7,9 es solo un poco más grande que uno de magnitud 6,9.

Lo que muestra la evidenciaCada paso entero en la escala de magnitud equivale a unas 32 veces más energía, así que el terremoto de 1906 liberó aproximadamente 32 veces la energía de Loma Prieta, y rompió un tramo de falla unas diez veces más largo.

Preguntas de discusión

  1. El epicentro estuvo en las montañas de Santa Cruz, pero muchos de los colapsos más destructivos ocurrieron a unas 60 millas de distancia. Usando el episodio, explica por qué. ¿Qué sugiere esto sobre cómo debería decidir una ciudad dónde reforzar primero los edificios?
  2. El pronóstico de 1988 asignó al segmento de las montañas de Santa Cruz un 30% de probabilidad de un gran terremoto en 30 años, y el terremoto llegó al año siguiente. ¿Fue un acierto el pronóstico? ¿Qué habría significado que no hubiera ocurrido ningún terremoto para 2018?
  3. Gran parte del terreno que falló en el Marina District fue creado por personas, al rellenar una ensenada. ¿Quién debería ser responsable de conocer el terreno sobre el que está construida una casa e informar de ello a los compradores? ¿Hay lugares en tu propia región construidos sobre relleno?
  4. Después de 1989, San Francisco decidió demoler la Embarcadero Freeway en lugar de repararla, mientras que el tramo oriental del Bay Bridge se reemplazó con un costo de miles de millones. Compara estas decisiones: ¿qué criterios (costo, seguridad, tráfico, el aspecto y la vida de la ciudad) crees que importaron más en cada caso?
  5. El tráfico en el Cypress Street Viaduct era más ligero de lo habitual porque mucha gente había vuelto temprano a casa para ver la Serie Mundial. ¿Qué te dice eso sobre cómo el momento de un terremoto influye en su número de víctimas? ¿En qué podría ser distinto el balance a las 8 a. m. de un día laborable, o a las 3 a. m. de un domingo?
  6. Una alerta temprana podría darte desde nada de tiempo hasta quizá 20 segundos antes de la sacudida fuerte. Haz una lista de lo que tú, tu escuela, un operador de trenes y un hospital podrían hacer de útil con cinco segundos, y con veinte.

Cuestionario Elige una respuesta; se corrige sola

1.¿Qué descripción se ajusta mejor al límite de placas bajo el Área de la Bahía de San Francisco?

2.¿Qué concluyó H. F. Reid a partir de los desplazamientos del terreno medidos después del terremoto de 1906?

3.¿Qué hay debajo de la parte del Marina District que sufrió graves daños en 1989?

4.En 1988, ¿qué dijo el Working Group on California Earthquake Probabilities sobre el segmento del sur de las montañas de Santa Cruz de la falla de San Andrés?

5.¿Por qué los edificios del Marina District se hundieron y se inclinaron durante el terremoto de 1989?

6.¿Por qué partes de San Francisco y Oakland, a unas 60 millas del epicentro, se sacudieron más fuerte que lugares más cercanos sobre roca?

7.¿Qué conjunto de cifras coincide con el resumen del USGS sobre el terremoto de Loma Prieta?

8.¿Cómo puede un sistema de alerta temprana de terremotos avisar a la gente antes de que le llegue la sacudida fuerte?

9.¿Por qué muchos científicos consideran la falla de Hayward la más peligrosa del Área de la Bahía?

10.¿Qué dice en realidad el pronóstico del USGS para 2014 a 2043?

Respuesta escrita

1. Usando la idea del rebote elástico, explica cómo placas que se mueven solo unas 2 pulgadas (5 cm) por año pueden producir terremotos repentinos. Usa en tu respuesta evidencia de 1906.

Qué incluye una buena respuesta

Las placas se mueven de forma constante, pero las fallas entre ellas están trabadas por la fricción, así que la roca a cada lado se deforma en lugar de deslizarse y acumula tensión durante décadas o siglos. Cuando el esfuerzo supera la resistencia de la falla, esta se desliza de repente y la roca deformada vuelve de golpe a su lugar. En 1906, caminos y cercas que cruzaban la falla de San Andrés se desplazaron hasta unos 21 pies (6,4 m), lo que representa mucho más de un siglo de movimiento de las placas liberado en menos de un minuto. Reid usó esas mediciones para formular la teoría en 1910.

2. El Marina District está a unas 60 millas del epicentro; sin embargo, siete de sus edificios se derrumbaron y murieron al menos tres personas. Explica por qué, usando la historia del terreno y la ciencia de cómo responde el suelo a la sacudida.

Qué incluye una buena respuesta

La parte dañada del Marina está construida sobre una ensenada rellenada: arena suelta bombeada para la Panama-Pacific International Exposition de 1915, junto con relleno más antiguo que puede incluir algunos escombros de 1906. En los sedimentos blandos y saturados de agua, las ondas sísmicas se frenan y se hacen más grandes, así que la sacudida se amplificó muy por encima de la registrada en la roca del cercano Fort Mason. Luego la sacudida hizo que la arena suelta se licuara: perdió resistencia, los edificios se hundieron y se inclinaron, brotaron volcanes de arena y el desplazamiento lateral del terreno rompió tuberías de gas y de agua. Se desató un gran incendio y, como las tuberías principales de agua habían fallado, un barco bombero tuvo que bombear agua de la bahía. Los edificios con plantas bajas de garaje débiles y abiertas fueron especialmente vulnerables.

3. Un amigo dice: “Los científicos predijeron Loma Prieta, y ahora dicen que el próximo gran terremoto llegará para 2043”. Explica qué está mal en las dos mitades de esta afirmación.

Qué incluye una buena respuesta

Ninguna de las dos afirmaciones es una predicción. En 1988, los científicos asignaron al segmento del sur de las montañas de Santa Cruz un 30% de probabilidad de un terremoto de magnitud 6,5 a 7 en un plazo de 30 años; que llegara al año siguiente no era un pronóstico de la fecha. El pronóstico del USGS para 2014 a 2043 es un 72% de probabilidad de al menos un terremoto de magnitud 6,7 o mayor en algún lugar del Área de la Bahía en esos 30 años. Eso significa que un gran terremoto es más probable que improbable, pero no es seguro, podría ocurrir en cualquier falla de la región y podría llegar cualquier día; por eso importa prepararse ahora.

Para profundizar Universidad y bachillerato avanzado

¿Qué tan grande fue Loma Prieta?

La magnitud de momento se define a partir del momento sísmico M₀ = μ·A·D: la rigidez de la roca (μ), por el área de falla que se deslizó (A), por el deslizamiento promedio (D). Hanks y Kanamori (1979) establecieron Mw = (2/3)(log₁₀M₀ − 9.1), con M₀ en newton-metros, de modo que M₀ = 101.5 Mw + 9.1. La energía radiada aumenta unas 101.5 ≈ 32 veces por cada paso entero de magnitud. La Circular 1045 del USGS informa que la ruptura de 1989 implicó deslizamiento en unas 190 millas cuadradas (unos 490 km²) de superficie de falla enterrada, y que las mediciones geodésicas indican unos 6 pies de deslizamiento lateral derecho y 4 pies de deslizamiento inverso.

Problema(a) ¿Cuántas veces más energía liberó el terremoto de 1906 (M7.9) que Loma Prieta (M6.9)? ¿Cómo se compara Loma Prieta con el terremoto de 1868 en la falla de Hayward (M6.8)? (b) Calcula el momento sísmico de un terremoto de Mw 6,9. (c) Tomando μ = 3.0 × 1010 Pa, estima el deslizamiento promedio y compáralo con la estimación geodésica.

Solución desarrollada

(a) 101.5 × 1.0 ≈ 32 veces. Loma Prieta liberó 101.5 × 0.1 ≈ 1,4 veces la energía del terremoto de 1868, así que ambos son de tamaño similar, pero la falla de Hayward pasa bajo las ciudades del este de la bahía. (b) M₀ = 101.5 × 6.9 + 9.1 = 1019.45 ≈ 2.8 × 1019 N·m. (c) A ≈ 4.9 × 108 m², así que D = M₀ ÷ (μA) ≈ 2.8 × 1019 ÷ (3.0 × 1010 × 4.9 × 108) ≈ 1,9 m, unos 6 pies. El vector de deslizamiento geodésico es √(6² + 4²) ≈ 7,2 pies (2,2 m): coinciden con una diferencia de alrededor del 15%, lo cual es bueno dada la incertidumbre en μ y en el área de ruptura.

El balance de tensión de las fallas del Área de la Bahía

En toda la región de la bahía de San Francisco, las placas se mueven unas 1,6 pulgadas (4 cm) por año una respecto de la otra (USGS Fact Sheet 2016-3020). El USGS estima que los terremotos del tipo de 1906, con desplazamientos de unos 20 pies, se repiten aproximadamente cada 200 años. En la falla de Hayward, depósitos fluviales datados indican una tasa de deslizamiento a largo plazo de unos 8 mm (0,3 pulgadas) por año (Lienkaemper y Borchardt, 1996). La falla se desliza lentamente en la superficie a unos 4 a 5 mm por año, pero ese deslizamiento se limita sobre todo a las 3 millas (5 km) superiores; por debajo, la falla está trabada. Los levantamientos históricos sugieren unos 6 pies (2 m) de deslizamiento horizontal en el terremoto de 1868 (USGS Fact Sheet 2008-3019).

Problema(a) ¿Qué tasa de deslizamiento promedio en el tramo norte de la falla de San Andrés implican 20 pies de deslizamiento cada 200 años? ¿Qué fracción del movimiento regional de las placas representa, y adónde va el resto? (b) ¿Cuánto déficit de deslizamiento se ha acumulado en la parte trabada de la falla de Hayward entre 1868 y 2026? Compáralo con el deslizamiento de 1868. (c) ¿Por qué el deslizamiento lento en la superficie no elimina el peligro de la falla de Hayward?

Solución desarrollada

(a) 20 ft ÷ 200 yr = 0,1 ft por año, unas 1,2 pulgadas (3 cm) por año, aproximadamente tres cuartas partes de las 1,6 pulgadas por año de toda la región; el resto lo absorben las fallas de Hayward, Rodgers Creek, Calaveras y otras del sistema. (b) 158 años × 8 mm por año ≈ 1,3 m, unos 4 pies: ya una gran fracción de los aproximadamente 2 m de 1868, en línea con la opinión del USGS de que la falla puede producir un terremoto de magnitud 6,8 a 7,0 en cualquier momento. (c) El deslizamiento lento alivia la tensión solo cerca de la superficie, e incluso allí es más lento que la tasa a largo plazo; la parte más profunda y trabada de la falla sigue acumulando tensión hasta que se rompe.

Por qué resuena el suelo blando

Una capa de sedimento blando de espesor H sobre roca mucho más rígida atrapa las ondas de corte y resuena. Su período fundamental (de cuarto de onda) es T = 4H/Vs, donde Vs es la velocidad de las ondas de corte en la capa. En el Marina District, una perforación mostró unos 80 m (260 ft) de sedimento, sobre todo lodo antiguo de la bahía con una Vs de unos 300 m/s, sobre la roca madre (Boatwright y otros, en USGS Professional Paper 1551-F). Los registros de réplicas mostraron que el Marina amplificaba la sacudida en un factor de 7 a 10 cerca de 1 hercio en relación con la loma rocosa de Fort Mason. Una regla práctica común da como período natural de un edificio unos 0,1 s por piso.

Problema(a) Calcula el período fundamental y la frecuencia de la columna de sedimentos del Marina y compáralos con el pico observado. (b) ¿Qué alturas de edificios correrían más riesgo de resonancia en un sitio así? (c) Durante el sismo principal, los registros del USGS muestran una amplificación de solo unas 2 a 4 veces en sitios blandos, mucho menor que en las pequeñas réplicas. Sugiere por qué.

Solución desarrollada

(a) T = 4 × 80 ÷ 300 ≈ 1,07 s, una frecuencia de unos 0,94 Hz, que coincide con el pico de amplificación observado cerca de 1 Hz. (b) Según la regla práctica, los edificios de aproximadamente 8 a 12 pisos (períodos naturales cercanos a 1 s) resonarían con el suelo; las casas bajas con estructura de madera tienen períodos más cortos, y en el Marina fueron la licuefacción y las plantas bajas débiles, más que la resonancia por sí sola, lo que las derribó. (c) Los suelos blandos se comportan de forma no lineal ante sacudidas fuertes: se ablandan y disipan más energía, lo que reduce la amplificación y desplaza la resonancia hacia períodos más largos. Por eso, los factores de amplificación medidos con movimientos débiles exageran la amplificación en un terremoto destructivo, aunque la sacudida en suelo blando sigue siendo mucho más fuerte que en roca.

Qué significa cada año un pronóstico del 72%

Si los grandes terremotos de una región ocurrieran al azar en el tiempo, con una tasa promedio λ por año (un proceso de Poisson), la probabilidad de al menos uno en t años sería P = 1 − exp(−λt). El pronóstico del USGS (UCERF3, Fact Sheet 2016-3020) da, para 2014 a 2043 en el Área de la Bahía: 98% para al menos uno de magnitud 6,0 o mayor, 72% para magnitud 6,7 o mayor y 51% para magnitud 7,0 o mayor; para fallas individuales, 33% para las fallas de Hayward o Rodgers Creek y 22% para la falla de San Andrés, todos para magnitud 6,7 o mayor. El pronóstico real también tiene en cuenta el tiempo transcurrido desde el último terremoto de cada falla, así que el modelo de Poisson es una aproximación.

Problema(a) Convierte el 72% en una tasa anual equivalente, un intervalo promedio y una probabilidad para un solo año. ¿Por qué es incorrecto 72% ÷ 30 = 2,4% por año? (b) Haz lo mismo con el pronóstico de 1988 (30% en 30 años). ¿Qué probabilidad había de que el terremoto llegara justo al año siguiente? (c) Si las fallas de Hayward–Rodgers Creek y de San Andrés fueran independientes, ¿cuál sería la probabilidad de al menos un terremoto de magnitud 6,7 en alguna de ellas? ¿Qué explica el resto del 72%?

Solución desarrollada

(a) λ = −ln(1 − 0.72) ÷ 30 = −ln(0.28) ÷ 30 ≈ 1.273 ÷ 30 ≈ 0.042 por año, un intervalo promedio de unos 24 años y una probabilidad en un solo año de 1 − exp(−0.042) ≈ 4,1%. Dividir entre 30 supone que las probabilidades se suman, pero las probabilidades de “al menos uno” se componen: un 2,4% cada año daría solo 1 − 0.976^30 ≈ 52% en 30 años, no 72%. (b) λ = −ln(0.70) ÷ 30 ≈ 0.012 por año, así que alrededor de un 1,2% de probabilidad en cualquier año: el pronóstico identificó correctamente el segmento, pero el momento, en 1989, no formaba parte de él. (c) 1 − (1 − 0.33)(1 − 0.22) = 1 − 0.67 × 0.78 ≈ 0.48, o sea, 48%. El resto proviene de la falla de Calaveras y otras fallas importantes, y de fallas menos conocidas y desconocidas (13% por sí solas).

¿Cuánto aviso es posible?

La alerta temprana de terremotos es una carrera entre las alertas electrónicas y las ondas sísmicas. Toma velocidades típicas de la corteza superior de 6,0 km/s para las ondas P y 3,5 km/s para las ondas S. La ruptura de Loma Prieta comenzó a unos 17 km (11 millas) de profundidad, bajo un epicentro situado a unas 9 millas (14,5 km) de Santa Cruz y a 60 millas (97 km) de San Francisco. Supón que el sistema emite su alerta 8 segundos después de que comienza la ruptura, lo que da tiempo para que las ondas P lleguen a varias estaciones cercanas y para el procesamiento; la entrega a los teléfonos puede añadir más tiempo.

Problema(a) Calcula la distancia en línea recta desde el hipocentro hasta el Marina District de San Francisco y los tiempos de llegada de las ondas P y S allí. ¿Cuánto aviso habría tenido el Marina antes de las ondas S? (b) Repite el cálculo para Santa Cruz. (c) Estima el radio de la “zona ciega” en la superficie, dentro de la cual las ondas S llegan antes que la alerta. ¿Por qué los tiempos de aviso reales podrían ser aún más cortos?

Solución desarrollada

(a) R = √(97² + 18²) ≈ 98,7 km. Las ondas P llegan después de 98,7 ÷ 6,0 ≈ 16,4 s y las ondas S después de 98,7 ÷ 3,5 ≈ 28,2 s, así que una alerta a los 8 s da unos 20 segundos de aviso. (b) R = √(14,5² + 18²) ≈ 23,1 km; las ondas S llegan después de unos 6,6 s, antes que la alerta, así que Santa Cruz no habría tenido aviso. (c) En 8 s las ondas S recorren 28 km; en la superficie eso alcanza √(28² − 18²) ≈ 21 km (unas 13 millas) desde el epicentro. Los avisos reales pueden ser más cortos porque la ruptura se extendió unos 20 km en cada dirección a lo largo de la falla, así que las ondas fuertes también llegaron desde partes de la falla más cercanas a muchos pueblos, y porque las alertas tardan en llegar a los teléfonos. Un hipocentro profundo, como en este caso, en realidad ayuda, porque retrasa la llegada de las ondas S a la superficie.

Alineación con estándares

Next Generation Science Standards (NGSS, Estados Unidos)

MS-ESS2-2

Construir una explicación basada en evidencia de cómo los procesos geocientíficos han cambiado la superficie de la Tierra a distintas escalas de tiempo y espacio.

En este episodio: El lento movimiento de las placas, acumulado como tensión y liberado en segundos; los desplazamientos de 1906; el deslizamiento lento de la falla de Hayward, que dobla bordillos a lo largo de décadas.

MS-ESS3-2

Analizar e interpretar datos sobre peligros naturales para pronosticar futuros eventos catastróficos e informar el desarrollo de tecnologías para mitigar sus efectos.

En este episodio: Los pronósticos de terremotos de 1988 y 2014, el reforzamiento de autopistas, el nuevo tramo del Bay Bridge y la alerta temprana de terremotos.

HS-ESS2-1

Desarrollar un modelo para ilustrar cómo los procesos internos y superficiales de la Tierra operan a diferentes escalas espaciales y temporales para formar los rasgos de los continentes y del fondo oceánico.

En este episodio: Un modelo del límite de placas transformante y del ciclo del rebote elástico; el deslizamiento oblicuo de 1989, que levantó partes de las montañas de Santa Cruz.

HS-ESS3-1

Construir una explicación basada en evidencia de cómo la disponibilidad de recursos naturales, la ocurrencia de peligros naturales y los cambios en el clima han influido en la actividad humana.

En este episodio: La construcción sobre relleno y lodo de la bahía, el balance de víctimas de 1906 y 1989, la costa del Embarcadero reabierta y la preparación actual del Área de la Bahía.

HS-PS4-1

Usar representaciones matemáticas para respaldar una afirmación sobre las relaciones entre la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de las ondas que viajan por diversos medios.

En este episodio: Las ondas sísmicas que se frenan y crecen en suelo blando, la resonancia de los sedimentos del Marina y las velocidades de las ondas P y S en la alerta temprana.

HS-ETS1-3

Evaluar una solución a un problema complejo del mundo real con base en criterios priorizados y en las concesiones que tengan en cuenta una variedad de restricciones, incluidos el costo, la seguridad, la confiabilidad y la estética, así como los posibles impactos sociales, culturales y ambientales.

En este episodio: Reforzar, reemplazar o eliminar: el Cypress Street Viaduct, el tramo oriental del Bay Bridge y la Embarcadero Freeway.

Advanced Placement (AP, Estados Unidos)

Cursos universitarios

Geología física

Límites de placas transformantes; el sistema de fallas de San Andrés; el rebote elástico y el ciclo sísmico; el deslizamiento lento de fallas (creep); el deslizamiento oblicuo

Peligros naturales

Pronóstico de terremotos y probabilidad; efectos de sitio y licuefacción; lecciones de 1906 y 1989; alerta temprana de terremotos; preparación

Sismología de ingeniería e ingeniería geotécnica

Momento sísmico y magnitud; amplificación de sitio y resonancia de suelos blandos; licuefacción del relleno hidráulico; reforzamiento sísmico de puentes y viaductos

Transcripción La narración en español, como en los subtítulos

0:005:04 p. m.

San Francisco, el 17 de octubre de 1989. Más de 60.000 aficionados han llenado el Candlestick Park para el tercer partido de la Serie Mundial, entre los Giants de San Francisco y los A's de Oakland.

0:13A las cinco y cuatro de la tarde, la transmisión de televisión acaba de comenzar. Entonces el estadio empieza a moverse, y la imagen en directo, que llega a millones de espectadores, se distorsiona y se corta.

0:25Esta es la historia del terremoto de Loma Prieta. Veremos la falla que lo causó, las advertencias que lo precedieron y cómo toda una región se reconstruyó en torno a sus lecciones.

0:39La falla de al lado

California se encuentra en el límite entre dos placas tectónicas. La placa del Pacífico se desliza hacia el noroeste junto a la placa Norteamericana, a unas 2 pulgadas por año.

0:49Gran parte de ese movimiento ocurre a lo largo de la falla de San Andrés, que recorre más de 700 millas a través de California. Alrededor de la bahía de San Francisco, se divide en una familia de fallas, entre ellas la de San Andrés, la de Hayward y la de Calaveras.

1:05En la mayor parte de su longitud, estas fallas no se deslizan suavemente. Se traban, la roca a su alrededor se deforma durante décadas o incluso siglos, y luego la tensión acumulada se libera de golpe.

1:201906

San Francisco lo aprendió por las malas el 18 de abril de 1906, cuando un terremoto de magnitud 7,9 abrió la falla de San Andrés a lo largo de casi 300 millas.

1:32Las tuberías de gas y de agua rotas convirtieron el temblor en una tormenta de fuego que ardió durante días. Unos 28.000 edificios quedaron destruidos y murieron más de 3.000 personas.

1:44Al norte de la ciudad, los caminos y las cercas que cruzaban la falla se rompieron y se desplazaron hacia un lado. Cerca del pueblo de Olema, el terreno de un lado de la falla se desplazó unos 21 pies respecto del otro.

1:56Un científico llamado Harry Fielding Reid estudió esas mediciones y descubrió por qué ocurren los terremotos. La roca a ambos lados de una falla trabada se deforma lentamente, acumulando energía, hasta que la falla se desliza de repente y la roca recupera de golpe su forma. Lo llamó rebote elástico, y así es como los geólogos siguen explicando los terremotos.

2:17La ciudad se reconstruyó rápidamente y en 1915 lo celebró con una exposición universal. Para hacer lugar al recinto de la feria, una ensenada de la costa norte se rellenó con arena bombeada desde la bahía, junto con algunos escombros. Ese terreno nuevo se convirtió más tarde en un barrio llamado Marina District.

2:38El pronóstico

Para la década de 1980, los científicos estimaban qué partes de la falla de San Andrés tenían más probabilidades de romperse a continuación. Uno de los tramos que señalaron estaba en el sur de las montañas de Santa Cruz, al sur de San Francisco.

2:51En 1988, un panel nacional de expertos en terremotos le asignó a ese segmento un 30% de probabilidad de sufrir un gran terremoto en un plazo de 30 años.

3:01El terremoto llegó justo al año siguiente.

3:08Quince segundos

A las cinco y cuatro de la tarde, la falla se rompió a unas 11 millas bajo las montañas de Santa Cruz, cerca del pico Loma Prieta. El terremoto tuvo una magnitud de 6,9.

3:19La sacudida más fuerte duró solo unos 15 segundos, y la ruptura nunca llegó a la superficie. Sin embargo, sus ondas sísmicas se propagaron por toda la región, y en algunos lugares el propio terreno las amplificó.

3:33Cerca del epicentro, viejos edificios de ladrillo del Pacific Garden Mall de Santa Cruz se derrumbaron sobre la calle, y allí murieron tres personas.

3:41A unas 60 millas de allí, en el Marina District, la sacudida convirtió el suelo suelto y húmedo bajo las casas casi en líquido. Los edificios se hundieron, y algunos se derrumbaron.

3:53En efecto, el terreno creado para que la ciudad celebrara su recuperación ayudó a derribar edificios, 74 años después de la exposición. Se rompieron tuberías de gas, se desató un gran incendio, al menos tres personas murieron en la Marina y siete edificios se derrumbaron.

4:08La Marina no era el único lugar en riesgo. Alrededor de toda la bahía, edificios y caminos se asentaban sobre lodo blando y relleno, y en suelo blando las ondas sísmicas se frenan y se hacen más grandes, como gelatina temblando en un tazón. Esos lugares se sacudieron entre dos y cuatro veces más fuerte que la roca sólida cercana.

4:27En el Bay Bridge, una sección de 50 pies del tablero superior se desprendió y cayó sobre el tablero inferior. Una persona murió, y el puente estuvo cerrado durante aproximadamente un mes.

4:37El peor desastre ocurrió en Oakland. El Cypress Street Viaduct era una autopista de dos pisos, y su piso superior se desplomó sobre el inferior, sobre los autos que volvían a casa al final de la tarde. Allí murieron cuarenta y una personas.

4:51Esa tarde el tráfico era más ligero de lo habitual, porque mucha gente había vuelto temprano a casa para ver la Serie Mundial, y los expertos creen que eso evitó que el número de muertos fuera mucho mayor.

5:02Los rescatistas buscaron entre los escombros durante días. Casi cuatro días después del terremoto, encontraron a un hombre todavía con vida en su auto, bajo el tablero caído. Sobrevivió al rescate, pero murió alrededor de un mes después, con lo que el número de muertos allí llegó a 42.

5:19Las secuelas

En total, murieron 63 personas y más de 3.700 resultaron heridas. Más de 18.000 viviendas resultaron dañadas, unas 12.000 personas se quedaron sin hogar y los daños sumaron unos 6.000 millones de dólares.

5:33En el Candlestick Park, el estadio resistió y los aficionados salieron sanos y salvos. La Serie Mundial se reanudó diez días después, y los A's terminaron ganándola sin perder un solo partido.

5:45Lo que cambió

El terremoto también transformó San Francisco. La dañada Embarcadero Freeway, un muro de concreto a lo largo de la costa, fue demolida en 1991, y la costa de la ciudad volvió a abrirse a la bahía.

5:58La mitad oriental del Bay Bridge se reemplazó por completo. El nuevo tramo, construido para resistir un gran terremoto, se inauguró en 2013, con un costo de unos 6.400 millones de dólares.

6:11En toda California, los ingenieros volvieron a las autopistas y puentes construidos antes de los códigos de construcción modernos, envolviendo las viejas columnas de concreto en acero y uniendo sus tramos.

6:23Los científicos también construyeron un sistema de alerta temprana de terremotos, llamado ShakeAlert, que detecta las primeras ondas, las más rápidas, y envía una alerta antes de la sacudida fuerte. En el trigésimo aniversario de Loma Prieta, en 2019, California empezó a enviar esas alertas a los teléfonos.

6:44El próximo

Las placas no han dejado de moverse. Muchos científicos consideran que la falla de Hayward es la más peligrosa de la región. Pasa directamente bajo las ciudades del lado este de la bahía, y se rompió por última vez en 1868.

6:57De hecho, se puede ver cómo se mueve la falla de Hayward. Algunas partes se desplazan de forma continua, alrededor de una quinta parte de pulgada por año. En el centro de Hayward, viejos bordillos que cruzan la falla se han ido doblando hacia un lado, poco a poco, a lo largo de las décadas.

7:12Su último gran terremoto, en 1868, destruyó o dañó gravemente casi todos los edificios de Hayward y mató a unas 30 personas. Hasta 1906, era el terremoto al que la gente llamaba el gran terremoto de San Francisco.

7:27El Servicio Geológico de Estados Unidos estima en un 72% la probabilidad de al menos un terremoto de magnitud 6,7 o mayor en el Área de la Bahía entre 2014 y 2043.

7:40Por eso, cada octubre, alrededor del aniversario de Loma Prieta, millones de personas practican el simulacro Great ShakeOut. Tiene tres pasos sencillos: agáchate sobre manos y rodillas, cúbrete la cabeza y el cuello, bajo una mesa resistente si hay una cerca, y sujétate hasta que pare la sacudida.

7:59Entonces, tres cosas para recordar. Primero, Loma Prieta fue un terremoto de magnitud 6,9 en el sistema de la falla de San Andrés, y su sacudida más fuerte duró solo unos 15 segundos. Segundo, gran parte de los peores daños ocurrió lejos de la falla, en lugares como el Marina District y la autopista Cypress. Allí, el lodo blando y el relleno hicieron que la sacudida fuera de dos a cuatro veces más fuerte. Y tercero, la historia del Área de la Bahía no ha terminado: la probabilidad de otro terremoto de magnitud 6,7 o mayor allí, entre 2014 y 2043, es del 72%.

8:36Loma Prieta no fue el gran terremoto, pero fue una advertencia. Las placas bajo la bahía siguen desplazándose unas 1,6 pulgadas cada año, y las fallas van acumulando esa tensión. Gracias por ver Earth Explained. Suscríbete para la próxima historia y mira el planeta en vivo, a todas horas, en EarthWatch 24-7.

Fuentes

  1. U.S. Geological Survey. M 6.9 – October 17, 1989 Loma Prieta Earthquake. Earthquake Hazards Program. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/m-69-october-17-1989-loma-prieta-earthquakeUsada para: Hora, magnitud, epicentro, muertes, heridos, daños, Santa Cruz, Bay Bridge, licuefacción
  2. Plafker, G., & Galloway, J. (Eds.) (1989). Lessons Learned from the Loma Prieta, California, Earthquake of October 17, 1989. U.S. Geological Survey Circular 1045. pubs.usgs.gov/publication/cir1045Usada para: Profundidad del hipocentro, tamaño y deslizamiento de la ruptura, ruptura enterrada, amplificación, Marina District, Cypress y Bay Bridge
  3. O'Rourke, T. D., et al. (1992). The Loma Prieta, California, Earthquake of October 17, 1989: Marina District. U.S. Geological Survey Professional Paper 1551-F. pubs.usgs.gov/publication/pp1551FUsada para: Historia del relleno del Marina, licuefacción, edificios derrumbados, resonancia y amplificación del sitio
  4. Borcherdt, R. D., & Glassmoyer, G. (1992). On the characteristics of local geology and their influence on ground motions generated by the Loma Prieta earthquake in the San Francisco Bay region, California. Bulletin of the Seismological Society of America, 82(2), 603–641. doi.org/10.1785/BSSA0820020603Usada para: Amplificación de la sacudida en el relleno y el lodo de la bahía
  5. Housner, G. W., & Thiel, C. C., Jr. (1990). Competing against time: Report of the Governor's Board of Inquiry on the 1989 Loma Prieta earthquake. Earthquake Spectra, 6(4), 681–711. doi.org/10.1193/1.1585592Usada para: Amplificación en suelos blandos, los colapsos del Cypress Street Viaduct y del Bay Bridge
  6. Working Group on California Earthquake Probabilities (1988). Probabilities of Large Earthquakes Occurring in California on the San Andreas Fault. U.S. Geological Survey Open-File Report 88-398. pubs.usgs.gov/publication/ofr88398Usada para: El pronóstico de 1988
  7. U.S. Geological Survey. The Great 1906 San Francisco Earthquake. Earthquake Hazards Program. earthquake.usgs.gov/earthquakes/events/1906calif/18aprilUsada para: Longitud de la ruptura de 1906, víctimas y edificios destruidos, la teoría del rebote elástico de Reid, recurrencia
  8. Brocher, T. M., et al. (2008). The Hayward Fault: Is It Due for a Repeat of the Powerful 1868 Earthquake? U.S. Geological Survey Fact Sheet 2008-3019. pubs.usgs.gov/fs/2008/3019Usada para: El terremoto de 1868, el deslizamiento lento de la falla de Hayward, recurrencia
  9. Lienkaemper, J. J., & Borchardt, G. (1996). Holocene slip rate of the Hayward fault at Union City, California. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 101(B3), 6099–6108. doi.org/10.1029/95JB01378Usada para: Tasa de deslizamiento a largo plazo de la falla de Hayward
  10. Aagaard, B. T., et al. (2016). Earthquake Outlook for the San Francisco Bay Region 2014–2043. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2016-3020 (ver. 1.1). pubs.usgs.gov/publication/fs20163020Usada para: Pronóstico del 72%, probabilidades por falla, movimiento regional de las placas, “agáchate, cúbrete y sujétate” (Drop, Cover and Hold On)
  11. Burkett, E., Given, D. D., & Jones, L. M. (2014). ShakeAlert: An Earthquake Early Warning System for the United States West Coast. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2014-3083. pubs.usgs.gov/publication/fs20143083Usada para: Cómo funciona la alerta temprana de terremotos
  12. Berkeley News (2019, October 17). California rolls out first statewide earthquake early warning system. University of California, Berkeley. news.berkeley.edu/2019/10/17/california-rolls-out-first-statewide-earthquake-early-warning-systemUsada para: Alertas en los teléfonos lanzadas en el 30.º aniversario de Loma Prieta (MyShake)
  13. Metropolitan Transportation Commission. San Francisco–Oakland Bay Bridge. www.baybridgeinfo.orgUsada para: El nuevo tramo oriental: inauguración y costo
  14. Hanks, T. C., & Kanamori, H. (1979). A moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research, 84(B5), 2348–2350. doi.org/10.1029/JB084iB05p02348Usada para: Magnitud de momento y momento sísmico

Imágenes del episodio: USGS, NOAA y NASA (dominio público), con mapas de NASA/USGS Landsat a través de NASA GIBS; animaciones de EarthWatch 24-7. Créditos completos: earthwatch247.com/credits.html.

Cita esta lección

EarthWatch 24-7. (2026). El terremoto de la Serie Mundial: Loma Prieta, 1989: por qué los peores daños ocurrieron a 60 millas de la falla [Lección en video]. Earth Explained: Terremotos, caso de estudio. https://earthwatch247.com/learn/loma-1989/es/

Respuestas

  1. C. Es un límite transformante: las placas se desplazan lateralmente una junto a la otra a unas 2 pulgadas (5 cm) por año, y el movimiento se reparte entre las fallas de San Andrés, Hayward, Calaveras y otras relacionadas.
  2. A. Es el rebote elástico (1910). Su idea clave es que el deslizamiento en la falla causa el terremoto, y no al revés.
  3. D. Estudios del USGS reconstruyen el relleno de la ensenada, que terminó con relleno hidráulico de arena colocado para la Panama-Pacific International Exposition de 1915. El relleno de arena suelta y húmeda es exactamente el tipo de terreno que se licúa.
  4. B. El pronóstico era una probabilidad, no la predicción de una fecha. La cifra del 72% es el pronóstico del USGS para toda el Área de la Bahía de 2014 a 2043.
  5. A. Esto es la licuefacción. En todo el barrio aparecieron volcanes de arena y grietas por desplazamiento lateral del terreno, a unas 60 millas del epicentro; la ruptura en sí nunca llegó a la superficie.
  6. C. Amplificación de sitio: la Governor's Board of Inquiry (la comisión de investigación del gobernador) concluyó que el suelo blando alrededor de la bahía amplificó la sacudida más de lo que habían previsto los códigos de construcción.
  7. B. 63 muertos, 3.757 heridos y unos 6.000 millones de dólares en daños materiales. La primera opción describe el terremoto y el incendio de 1906.
  8. D. Las alertas viajan casi al instante, mientras que las ondas sísmicas recorren unas pocas millas por segundo. El terremoto ya tiene que haber comenzado.
  9. C. Su terremoto de 1868 (magnitud 6,8) mató a unas 30 personas cuando la región estaba poco poblada; hoy viven millones de personas a lo largo de ella.
  10. A. El 72% abarca toda la región y todas sus fallas durante 30 años. Para fallas individuales las cifras son menores: 33% para las fallas de Hayward o Rodgers Creek y 22% para la de San Andrés.

Respuesta escrita

  1. Las placas se mueven de forma constante, pero las fallas entre ellas están trabadas por la fricción, así que la roca a cada lado se deforma en lugar de deslizarse y acumula tensión durante décadas o siglos. Cuando el esfuerzo supera la resistencia de la falla, esta se desliza de repente y la roca deformada vuelve de golpe a su lugar. En 1906, caminos y cercas que cruzaban la falla de San Andrés se desplazaron hasta unos 21 pies (6,4 m), lo que representa mucho más de un siglo de movimiento de las placas liberado en menos de un minuto. Reid usó esas mediciones para formular la teoría en 1910.
  2. La parte dañada del Marina está construida sobre una ensenada rellenada: arena suelta bombeada para la Panama-Pacific International Exposition de 1915, junto con relleno más antiguo que puede incluir algunos escombros de 1906. En los sedimentos blandos y saturados de agua, las ondas sísmicas se frenan y se hacen más grandes, así que la sacudida se amplificó muy por encima de la registrada en la roca del cercano Fort Mason. Luego la sacudida hizo que la arena suelta se licuara: perdió resistencia, los edificios se hundieron y se inclinaron, brotaron volcanes de arena y el desplazamiento lateral del terreno rompió tuberías de gas y de agua. Se desató un gran incendio y, como las tuberías principales de agua habían fallado, un barco bombero tuvo que bombear agua de la bahía. Los edificios con plantas bajas de garaje débiles y abiertas fueron especialmente vulnerables.
  3. Ninguna de las dos afirmaciones es una predicción. En 1988, los científicos asignaron al segmento del sur de las montañas de Santa Cruz un 30% de probabilidad de un terremoto de magnitud 6,5 a 7 en un plazo de 30 años; que llegara al año siguiente no era un pronóstico de la fecha. El pronóstico del USGS para 2014 a 2043 es un 72% de probabilidad de al menos un terremoto de magnitud 6,7 o mayor en algún lugar del Área de la Bahía en esos 30 años. Eso significa que un gran terremoto es más probable que improbable, pero no es seguro, podría ocurrir en cualquier falla de la región y podría llegar cualquier día; por eso importa prepararse ahora.

Para profundizar

  1. ¿Qué tan grande fue Loma Prieta?: (a) 101.5 × 1.0 ≈ 32 veces. Loma Prieta liberó 101.5 × 0.1 ≈ 1,4 veces la energía del terremoto de 1868, así que ambos son de tamaño similar, pero la falla de Hayward pasa bajo las ciudades del este de la bahía. (b) M₀ = 101.5 × 6.9 + 9.1 = 1019.45 ≈ 2.8 × 1019 N·m. (c) A ≈ 4.9 × 108 m², así que D = M₀ ÷ (μA) ≈ 2.8 × 1019 ÷ (3.0 × 1010 × 4.9 × 108) ≈ 1,9 m, unos 6 pies. El vector de deslizamiento geodésico es √(6² + 4²) ≈ 7,2 pies (2,2 m): coinciden con una diferencia de alrededor del 15%, lo cual es bueno dada la incertidumbre en μ y en el área de ruptura.
  2. El balance de tensión de las fallas del Área de la Bahía: (a) 20 ft ÷ 200 yr = 0,1 ft por año, unas 1,2 pulgadas (3 cm) por año, aproximadamente tres cuartas partes de las 1,6 pulgadas por año de toda la región; el resto lo absorben las fallas de Hayward, Rodgers Creek, Calaveras y otras del sistema. (b) 158 años × 8 mm por año ≈ 1,3 m, unos 4 pies: ya una gran fracción de los aproximadamente 2 m de 1868, en línea con la opinión del USGS de que la falla puede producir un terremoto de magnitud 6,8 a 7,0 en cualquier momento. (c) El deslizamiento lento alivia la tensión solo cerca de la superficie, e incluso allí es más lento que la tasa a largo plazo; la parte más profunda y trabada de la falla sigue acumulando tensión hasta que se rompe.
  3. Por qué resuena el suelo blando: (a) T = 4 × 80 ÷ 300 ≈ 1,07 s, una frecuencia de unos 0,94 Hz, que coincide con el pico de amplificación observado cerca de 1 Hz. (b) Según la regla práctica, los edificios de aproximadamente 8 a 12 pisos (períodos naturales cercanos a 1 s) resonarían con el suelo; las casas bajas con estructura de madera tienen períodos más cortos, y en el Marina fueron la licuefacción y las plantas bajas débiles, más que la resonancia por sí sola, lo que las derribó. (c) Los suelos blandos se comportan de forma no lineal ante sacudidas fuertes: se ablandan y disipan más energía, lo que reduce la amplificación y desplaza la resonancia hacia períodos más largos. Por eso, los factores de amplificación medidos con movimientos débiles exageran la amplificación en un terremoto destructivo, aunque la sacudida en suelo blando sigue siendo mucho más fuerte que en roca.
  4. Qué significa cada año un pronóstico del 72%: (a) λ = −ln(1 − 0.72) ÷ 30 = −ln(0.28) ÷ 30 ≈ 1.273 ÷ 30 ≈ 0.042 por año, un intervalo promedio de unos 24 años y una probabilidad en un solo año de 1 − exp(−0.042) ≈ 4,1%. Dividir entre 30 supone que las probabilidades se suman, pero las probabilidades de “al menos uno” se componen: un 2,4% cada año daría solo 1 − 0.976^30 ≈ 52% en 30 años, no 72%. (b) λ = −ln(0.70) ÷ 30 ≈ 0.012 por año, así que alrededor de un 1,2% de probabilidad en cualquier año: el pronóstico identificó correctamente el segmento, pero el momento, en 1989, no formaba parte de él. (c) 1 − (1 − 0.33)(1 − 0.22) = 1 − 0.67 × 0.78 ≈ 0.48, o sea, 48%. El resto proviene de la falla de Calaveras y otras fallas importantes, y de fallas menos conocidas y desconocidas (13% por sí solas).
  5. ¿Cuánto aviso es posible?: (a) R = √(97² + 18²) ≈ 98,7 km. Las ondas P llegan después de 98,7 ÷ 6,0 ≈ 16,4 s y las ondas S después de 98,7 ÷ 3,5 ≈ 28,2 s, así que una alerta a los 8 s da unos 20 segundos de aviso. (b) R = √(14,5² + 18²) ≈ 23,1 km; las ondas S llegan después de unos 6,6 s, antes que la alerta, así que Santa Cruz no habría tenido aviso. (c) En 8 s las ondas S recorren 28 km; en la superficie eso alcanza √(28² − 18²) ≈ 21 km (unas 13 millas) desde el epicentro. Los avisos reales pueden ser más cortos porque la ruptura se extendió unos 20 km en cada dirección a lo largo de la falla, así que las ondas fuertes también llegaron desde partes de la falla más cercanas a muchos pueblos, y porque las alertas tardan en llegar a los teléfonos. Un hipocentro profundo, como en este caso, en realidad ayuda, porque retrasa la llegada de las ondas S a la superficie.