viernes, 28 de julio de 2017

La super tormenta solar del 23 de julio pasado

Por ahí del 15 de julio, cuando el Sol ya llevaba varias semanas sin ninguna actividad apreciable, surgió en el disco solar un grupo de manchas el cual, a medida que pasaban los días y se desplazaba hacia el oeste debido a la rotación solar, se hacía más y más grande. Durante ese lapso ocurrieron varias ráfagas de mediana intensidad pero sin mayores consecuencias para la Tierra. Así fue como la mega mancha pasó a la parte oculta del Sol y presentó entonces una gran explosión acompañada por una gran eyección de masa coronal, la cual fue detectada por el satélite espacial SOHO, de la NASA.

El nombre de SOHO viene de las siglas en inglés Observatorio Solar Heliosférico, el cual cuenta con un telescopio en luz visible con un coronógrafo para ocutar el disco del Sol, permitiendo observar la corona, que es la parte superiror de la atmósfera de nuestra estrella. La imagen de más abajo permite ver la imagen de la eyección de plasma en su máxima extensión la cual, afortnunadamente, se movió en dirección contraria a la Tierra.

Crédito: Misión SOHO, NASA

Como especial coincidencia, esta mega tormenta solar ocurrió exactamente 5 años después de la mega ráfaga de 2012 que impactó sobre el satélite de investigación Stereo-A, de la NASA, el cual se encontraba a más de 90 grados de la Tierra, con respecto a la línea Sol-Tierra. Al igual que en ese caso, se ha dicho que si la eyección hubiera tenido dirección terrestre, hubiera causado severos daños al ambiente que rodea a nuestro planeta, pero a esto iré más adelante. En la imagen de más abajo se puede apreciar el modelo matemático, así como la observación por el SOHO, de este evento.
Crédito: SOHO, NASA

Del evento de hace 5 años se dice que fue de tal magnitud que puede compararse con el famoso evento de 1857, conocido como "Carrington", por el astrónomo que lo estudió, el cual fue tan intenso que produjo, además de algunas pérdidas humanas, daños severos a la red telegráfica, el equivalente de ese entonces al internet actual. De hecho, algunas personas han bautizado esa red como la "internet victoriana".
En un trabajo en la revista Space Weather describiendo esa enorme tormenta solar, Daniel Baker y colaboradores, todos de la Universidad de Colorado, señalan que los humanos fuimos muy afortunados de que la Tierra no se encontrara enfrente de la nube de plasma. En efecto, eventos extremos como ese son una severa amenaza a nuestra tecnología. Empiezan con una ráfaga en un grupo de manchas, después de la cual llegan a la órbita de la Tierra radiaciones de rayos X y ultravioleta a la velocidad de la luz, las cuales aumentan la ionozación de las altas capas de la atmósfera, ocasionando radio apagones y errores de navegación en los sistemas de GPS. De minutos a horas más tarde, arriban las partículas energéticas, protones y electrones que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz y pueden electrificar satélites y dañar su electrónica. Finalmente llegan las millones de toneladas de la eyección de plasma, a la que le toma entre 1 y cuatro días para recorrer la distancia entre el Sol y la Tierra. Los autores llegan a la conclusión de que de haber golpeado la eyección a la Tierra hubiera causado un apagón de nivel mundial, deshabilitando todo lo que se conecta a un enchufe de pared. Además de que como los transformadores gigantes que sostienen las redes eléctricas son sumamente caros y llevan años para repararse, las pérdidas serían prácticamente inconmensurables.
Todo esto es, por supuesto, muy preocupante pero, ¿qué tanto? Bueno, pues según el investigador Peter Riley, quien en 2014 publicó un trabajo también en la revista Space Weather utilizando datos de tormentas solares de hace 50 años y más, la probabilidad de que algún evento tipo Carrington choque con la Tierra dentro de los próximos 12 años es de 12 por ciento. Este número tan exageradamente alto ahora, con la ocurrencia de la tormenta del pasado 23 de julio, se queda chica, es decir, sí es bastante procupante esta posibilidad de que suframos en el futuro cercano un evento de este tipo impactando nuestro paneta. Sin embargo, debemos recordar también que los eventos catastróficos no siguen la estadística "normal" sino que son impredecibles, es decir, pueden ocurrir en cualquier momento y en prácticamente cualquier sitio del disco solar.

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¿Puede la actividad humana causar sismos?

Presa Zipingpu, en China, en donde la carga de millones de toneladas de agua podría estar detrás del devastador sismo de Wenchuan de 2008, que alcanzó una magnitud de Mw 7.8. Crédito Imagen: Kerr and Stone, Science, 323, 2009.

La respuesta más clara es cuando sentimos pequeñas (o no tan pequeñas) vibraciones al pasar cerca de maquinaria del tipo como los martillos hidráulicos,  empleados para romper concreto, o en el caso de explosiones en minas o en demoliciones, por ejemplo. Incluso el tráfico causa vibraciones del suelo que suelen ser usadas para conocer detalles sobre el subsuelo. Aunque esto no es realmente algo para llamar la atención.

La situación cambia si las vibraciones dejan de ser pequeñas y hablamos de la posibilidad de inducir sismos mayores, incluso destructores. Veamos entonces sí esto ha ocurrido.

Existen varios casos bien documentados, entre ellos:

  • En Basilea, Suiza, diciembre 2-8 2006. Una secuencia de sismos causados por la inyección de 11500 m3 de agua en un pozo de 5 km de prof. Se contabilizaron 11200 eventos los mayores con Ml 3.4, 2.7 y 2.5.
  • En Ohio, EU, 3-19 octubre 2013. El fracturamiento hidraulico (Fracking) ocasionó varios eventos con Mw > 2.0
  • En Blackpool, Inglaterra nuevamente el fracking originó eventos de Ml 2.3.
  • Así mismo en Horn River, Canadá, entre 2009 y 2011 el fracking causó 40 sismos con magnitudes entre 2.2 y 3.8.
  • En Oklahoma, EU, 17 sismos con Ml > 4 ocurrieron durante 2014. Esto directamente relacionado con la inyección de agua de deshecho.
  • En la Presa Pournari, Grecia, posterior del llenado, en Marzo 10 1981 ocurrió un sismo con ML=5.6 y en Abril 10 1981 otro de ML=4.7.
  • Otro caso es el Sismo de La Alhama, Lorca, España del 11 mayo 2011 con Mw 5.1. Se ha propuesto que haya sido causado probablemente por la extracción de agua entre 1960 y 2010.
  • En 1967, el llenado de la presa Koyna en India, disparó el mayor sismo inducido registrado hasta la fecha con una M6.3, desafortunadamente matando a 200 personas.
  • En 2008, un sismo de M7.9 ocurrió en China, cerca de la presa Zipingpu la cual se había llenado en 2004 e hizo que el nivel del agua subiera 120 m en 2 años. El caso se sigue estudiando.

En México, el llenado de las presas Chicoasén (en Chiapas) y el Caracol (en Guerrero) durante 1979-1981 ocasionó enjambres de pequeños sismos bajo el embalse y bajo los cañones cercanos, los cuales fueron monitoreados por personal de la UNAM (Instituto de Ingeniería). Posteriormente la tarea fue abordada por personal de CFE quienes se ha dedicado al monitoreo en zonas geotérmicas y presas hasta la fecha. Afortunadamente, no han ocurrido sismos dañinos que se puedan asociar a dichas zonas, y queremos pensar que el monitoreo ha ayudado a que así haya sido.

Podemos ver entonces que la actividad humana sí ha sido causante de sismos de magnitud significativa, por lo que es necesario tener gran cuidado cuando se lleven a cabo trabajos como los mencionados y efectuar monitoreos detallados y estudios previos que ayuden a no exceder los límites de la resistencia natural de los sistemas de fallas locales.

Referencias.

Bachmann, C. E., Wiemer, S., Woessner, J., & Hainzl, S. (2011). Statistical analysis of the induced Basel 2006 earthquake sequence: introducing a probability-based monitoring approach for Enhanced Geothermal Systems. Geophysical Journal International, 186(2), 793-807.

Deng, K., Zhou, S., Wang, R., Robinson, R., Zhao, C., & Cheng, W. (2010). Evidence that the 2008 Mw 7.9 Wenchuan earthquake could not have been induced by the Zipingpu Reservoir. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(5B), 2805-2814.

Friberg, P. A., Besana‐Ostman, G. M., & Dricker, I. (2014). Characterization of an earthquake sequence triggered by hydraulic fracturing in Harrison County, Ohio. Seismological Research Letters, 85(6), 1295-1307.

González, P. J., & Fernández, J. (2011). Drought-driven transient aquifer compaction imaged using multitemporal satellite radar interferometry. Geology, 39(6), 551-554.

McNamara, D. E., Rubinstein, J. L., Myers, E., Smoczyk, G., Benz, H. M., Williams, R. A., ... & Aster, R. C. (2015). Efforts to monitor and characterize the recent increasing seismicity in central Oklahoma. The Leading Edge, 34(6), 628-639.

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