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¿Qué son las misteriosas luces que aparecen a veces con los terremotos?

Por Arantza Ugalde (CSIC)*

El suelo de México no ha parado de temblar en los últimos días con fatales consecuencias. Durante el pasado 8 de septiembre muchas personas presenciaron la aparición de extraños fenómenos luminosos en el cielo nocturno durante el terremoto de magnitud 8.1 que afectó México. Fotografías y vídeos de estas luces, tiñendo las nubes de diferentes colores al paso de las ondas sísmicas, circularon por las redes sociales y medios de comunicación. No era la primera vez que los habitantes de Ciudad de México observaban este raro fenómeno. Con ocasión de los terremotos de Petatlán en 1979 (7.2) y de Michoacán en 1985 (8.0) también se observaron fuertes variaciones en la luminosidad del cielo.

Estos fenómenos componen lo que se denomina luminescencia sísmica. Las apariciones de estas ‘luces de terremoto’ o EQL (Earth Quake Lights en inglés) cerca del suelo durante un seísmo aparecen descritas desde la Antigüedad. Sus características son muy variadas: desde brillos difusos, destellos y resplandores, hasta objetos luminosos esféricos o lineales. Se observan principalmente durante el terremoto, aunque también en los instantes previos y posteriores a él. Su localización también varía, pudiendo producirse desde en la zona del epicentro hasta a cientos de kilómetros de ella, en la tierra o en el mar. El rango de magnitudes en el que se observa este fenómeno es también amplio, aunque normalmente ocurre en los terremotos de magnitud superior a 5. A pesar de esto, las EQL no acompañan a todos los terremotos y ocurren en muy raras ocasiones.

Imágenes de CCTV con EQL. / Municipalidad de Miraflores (Perú)

El irlandés Robert Mallet, considerado el padre de la sismología, publicó a mediados del siglo XIX un catálogo de observaciones sísmicas luminosas que cubrían testimonios desde el año 1606 a.C. hasta el 1842 d.C.  A principios del siglo XX, el sacerdote y naturalista italiano Ignazio Galli compiló un catálogo de seísmos relacionados con diferentes tipos de luminiscencia, ocurridos entre el año 89 a.C. y 1910. Las descripciones de los fenómenos luminosos incluían en muchas ocasiones elementos fantásticos y religiosos asociados a interpretaciones y tradiciones culturales de la época y el lugar.

Debido a la falta de datos comprobables, no ha sido hasta tiempos recientes cuando el fenómeno de la luminiscencia sísmica ha despertado el interés científico. Hace poco más de 50 años,  T. Kuribayashi, un fotógrafo amateur, captaba por primera vez con su cámara las imágenes de unos fenómenos luminosos inusuales que aparecieron en la zona sísmica de los terremotos ocurridos en Matsushiro (Japón) de 1965 a 1967. Desde entonces, ha continuado la recopilación de testimonios gráficos de estos fenómenos coincidentes con terremotos en diversas partes del mundo como Taskent, Uzbekistán (1966); Santa Rosa, California (1969); Haicheng, China (1975); Vrancea, Rumanía (1977); Saguenay, Canadá (1988); Izmit, Turquía (1999); Pisco, Perú (2007); o L’Aquila, Italia (2009).

Imágenes de T. Koribayashi de las EQL. / Arantza Ugalde

Las observaciones son numerosas, pero examinadas individualmente algunas pueden resultar cuestionables. Así, algunos fenómenos luminosos con esas mismas características también han podido ocurrir en la misma zona sin coincidir con ningún terremoto.

La luminiscencia puede explicarse en muchos de los casos como auroras polares, otros fenómenos ionosféricos (dínamo ionosférica electrochorro ecuatorial), nubes noctiluentes (compuestas de cristales de agua helada), relámpagos, etc. En el caso del reciente terremoto de Pijijiapan (México), las luces observadas en el cielo nocturno pudieron deberse a cortocircuitos y pequeñas explosiones en los transformadores de la red eléctrica. Para otros casos, sin embargo, no se ha encontrado una explicación satisfactoria.

Actualmente no existe ninguna teoría que aclare completamente el fenómeno, que continúa siendo un tema controvertido a nivel científico. No obstante, se han publicado posibles explicaciones sobre la relación entre los terremotos y las EQL en revistas científicas cuyas teorías incluyen, entre otras, oscilaciones violentas del aire que provocan descargas eléctricas entre las capas bajas de la atmósfera y el suelo en condiciones geológicas favorables; el efecto piezoeléctrico (generación de electricidad por presión) en las rocas, la liberación de gas radón a la atmósfera, o las reacciones quimioluminiscentes debido a la emisión de gases inflamables de forma espontánea.

Quedan todavía muchas preguntas sin respuesta: ¿por qué la luminiscencia se manifiesta de formas tan diferentes?, ¿tiene relación con el proceso físico que generan los terremotos? Y, si es así, ¿cuál es? Será la ciencia la que deberá arrojar luz sobre este, aún, oscuro fenómeno.

 

* Arantza Ugalde es doctora en Ciencias Físicas e investigadora en el Instituto de Ciencias de la Tierra ‘Jaume Almera’ de Barcelona, del CSIC, y una de las autoras del libro Terremotos. Cuando la Tierra tiembla de la colección Divulgación.

 

Laboratorios virtuales para frenar la desertificación

cara2Por J.M. Valderrama*

La mejor estrategia para atajar la desertificación es anticiparse a su aparición. Si para tomar medidas esperamos a que los síntomas de degradación sean aparentes (salinización de aguas y suelos, erosión, etc.), lo más probable es que ya sea demasiado tarde para revertir la situación. Por eso, los modelos de simulación resultan una herramienta fundamental en este ámbito.

Un modelo de simulación es una réplica simplificada de un sistema real que sirve para entender su funcionamiento. En otras palabras, un laboratorio virtual en el que ensayar hipótesis y estudiar diversos escenarios.

Existen diversos modelos de este tipo, pero los más útiles a la hora de abordar problemas medioambientales como la desertificación son los llamados modelos de dinámica de sistemas (o modelos DS). Esto es así por dos razones. La primera es que, como su propio nombre indica, son dinámicos y se preocupan por generar trayectorias temporales de las variables que consideran. La segunda se debe a que aplican un enfoque sistémico, es decir, integran en un mismo esquema componentes que pertenecen a diferentes disciplinas. Esta facilidad para poner en práctica la multidisciplinariedad es particularmente relevante en la desertificación, donde la interacción entre socioeconomía y ecología es esencial para entender el problema.

Ejemplo en el que se representa una dehesa mediante un modelo DS para estudiar los problemas de erosión.


¿Cómo representar un fenómeno complejo?

Nuestra mente tiende a simplificar el mundo para comprenderlo y considera que las respuestas a los cambios son nítidas (hay una causa antes que un efecto), lineales (mucho más de una cosa da lugar a mucho más de la otra; un pequeño cambio da lugar a un pequeño cambio) y sin retardo (una cosa provoca otra de forma inmediata). Sin embargo la realidad suele ser mucho más compleja. Los modelos DS nos ayudan a representar esa complejidad estableciendo un diagrama de relaciones causa-efecto entre las variables de un sistema.

Para empezar, existen bucles de realimentación que ponen de manifiesto la confusión entre causa y efecto. Un ejemplo lírico, extraído de la canción Círculos viciosos de Joaquín Sabina, ilustra bien este aspecto:

Yo quiero bailar un son y no me deja Lucía / Yo que tú no bailaría porque está triste Ramón. / ¿Por qué está tan triste? / Porque está malito ¿Por qué está malito? / Porque está muy flaco ¿Por qué está tan flaco? / Porque tiene anemia ¿Por qué tiene anemia? / Porque come poco / ¿Por qué come poco? Porque está muy triste

Como se puede apreciar, el contenido de la primera pregunta coincide finalmente con su respuesta; la diferencia entre causa y efecto no está tan clara. Por si fuera poco, las relaciones entre variables son de carácter no lineal: inicialmente la pérdida de cubierta vegetal no afecta a la tasa de erosión, pero llega un punto en el que una pequeña pérdida de cubierta vegetal hace que se incremente muchísimo la pérdida de suelo; en este caso el porcentaje de cubierta vegetal y la erosión tienen una relación exponencial.

El tercer elemento clave son los retardos. En efecto, las relaciones causa y efecto no son automáticas, sino que muchas veces llevan tiempo. Un ejemplo relevante sobre las consecuencias de estos intervalos entre causa y efecto es el agujero de ozono. Desde la detección del problema hasta la llegada de un acuerdo en la limitación del uso de clorofluorocarbonos (que no su aplicación real) pasaron casi treinta años. Por el camino hubo unas cuantas discusiones científicas, errores en la medición del ozono y falta de compromiso entre los diversos países.

Diagrama

Nuestros modelos mentales suelen simplificar las relaciones causales como en (a). Sin embargo los mapas causales forman redes, como en (b), en las que hay retardos (R), relaciones no lineales y bucles de realimentación.

Los modelos DS están presentes en muchos campos de investigación. En la Estación Experimental de Zonas Áridas del CSIC (EEZA) venimos desarrollado este tipo de modelos desde hace años. Se han aplicado a diversos casos de desertificación en todo el mundo, estudiando la explotación de aguas subterráneas, el uso de los pastizales o la intensificación y expansión de los sistemas agrícolas. Recientemente hemos consolidado una familia de modelos para representar los cinco paisajes de la desertificación enunciados en el Programa de Acción Nacional contra la Desertificación. Dichos modelos son la base de otras herramientas que sirven como un sistema de alerta temprana para prevenir la degradación del territorio.

 

* J.M. Valderrama es colaborador de la EEZA (CSIC) y autor del blog Dando Bandazos, en el que entremezcla literatura, ciencia y viajes.