Las redes sísmicas podrían utilizarse para establecer un sistema de alerta temprana de inundaciones repentinas para las regiones de alta montaña, según un nuevo estudio publicado en Science.
Investigadores del Centro Alemán de Investigación en Geociencias (GFZ), junto con sus colegas del Instituto Nacional de Investigación Geofísica de la India (NGRI), han estudiado minuto a minuto con datos de una red de sismómetros el catastrófico desprendimiento de rocas del pasado 7 de febrero en el valle del Ganges de Dhauli, en la India, con la posterior inundación que mató a un centenar de personas y destruyó dos centrales hidroeléctricas.
Aunque el desencadenante final del enorme desprendimiento de rocas que se inició a más de 5.500 metros de altura sigue sin resolverse, una cosa es segura, señalan los autores: El domingo 7 de febrero de 2021, poco antes de las diez y media de la mañana, más de 20 millones de metros cúbicos de hielo y roca comenzaron a precipitarse ladera abajo hacia el valle del río Ronti Gad.
Los sismómetros registraron la señal a las 10.21 y 14 segundos, hora local. 54 segundos después, la masa golpeó el fondo del valle a 3.730 metros de altura, generando un impacto equivalente a un terremoto de magnitud 3,8.
En el valle, la mezcla de roca y hielo movilizó escombros y hielo adicional, que -mezclados con agua- rodaron por los valles de los ríos Ronti Gad y Rishi Ganga como un gigantesco flujo de escombros e inundación.
La primera autora, Kristen Cook, del GFZ, estima que al principio la masa se disparó cuesta abajo a casi 100 kilómetros por hora y después de unos diez minutos, el movimiento se ralentizó hasta algo menos de 40 kilómetros por hora.
A las 10.58 y 33 segundos, la crecida alcanzó un importante puente de carretera cerca de Joshimath. En cuestión de segundos, el agua subió 16 metros. Treinta kilómetros más abajo en el valle, la estación de aforo de Chinka registró un salto de 3,6 metros en el nivel del agua, y otros sesenta kilómetros más abajo, el nivel todavía subió un metro.
Basándose en las señales de sacudidas del suelo registradas por las estaciones sísmicas, la investigación colectiva de los socios de las secciones de Geomorfología, Peligrosidad Sísmica y Dinámica del Riesgo, y Física de los Terremotos y Volcanes del GFZ, junto con los colegas del NGRI, identificaron tres fases distintas de la inundación catastrófica.
La fase 1 fue el desprendimiento de rocas y su impacto masivo en el fondo del valle. Le siguió la fase 2, con la movilización de enormes cantidades de material -hielo, escombros, lodo-, creando un devastador muro de material que se precipitó a través de un estrecho y sinuoso valle, donde permaneció una gran cantidad de material y la energía disminuyó rápidamente con el tiempo. Esto duró unos trece minutos.
La fase 3 (cincuenta minutos de duración) fue más parecida a una inundación, con enormes cantidades de agua que fluyeron río abajo, arrastrando grandes rocas de hasta 20 m de diámetro.
Destacan que el hallazgo más importante es que «los datos de los instrumentos sísmicos son adecuados como base para un sistema de alerta temprana que avise de la llegada de estos flujos de escombros catastróficos», afirma Niels Hovius, último autor del estudio y director científico en funciones del Centro Alemán de Investigación en Geociencias GFZ.
Otro punto clave es la disponibilidad de una densa red sísmica, operada por colegas indios del Instituto Nacional de Investigación Geofísica de la India (NGRI).
La colega de Hovius, Kristen Cook, primera autora del trabajo, añade que «el tiempo de alerta disponible para los lugares situados en valles depende de la distancia y la velocidad del frente de flujo aguas abajo».
Por ejemplo, Joshimath, donde el nivel del río subió 16 metros durante la inundación, estaba a 34,6 km aguas abajo del desprendimiento. Kristen Cook explica que «eso significa que los habitantes de Joshimath y sus alrededores podrían haber recibido un aviso una media hora antes de que llegara la crecida». Para las regiones situadas más arriba, donde la ola llegó sólo unos minutos después del desprendimiento, podría haber sido suficiente para cerrar las centrales eléctricas.
La razón de por qué entonces no existe desde hace tiempo un sistema de alerta de este tipo la encuentra Fabrice Cotton, jefe de la Sección de Peligrosidad Sísmica y Dinámica del Riesgo, en que «el problema estriba en los diferentes requisitos de las estaciones de medición sísmica, que hacen que muchas estaciones de nuestras redes sísmicas mundiales y regionales sean menos adecuadas para detectar desprendimientos de rocas, flujos de escombros o grandes inundaciones».
«Al mismo tiempo, las estaciones que tienen como objetivo vigilar las inundaciones y los flujos de escombros en sus inmediaciones no ayudan tanto a detectar eventos a distancia», añade.
La solución en la que trabajan los investigadores del GFZ con sus colegas de la India y Nepal es un compromiso: instalar estaciones en lugares estratégicos que formaran la columna vertebral de un sistema de alerta temprana de inundaciones en alta montaña.
Según Marco Pilz, «este compromiso, en cierto modo, es un problema de optimización que tendrán que abordar futuros estudios y en el que ya hemos hecho progresos sistemáticos, por ejemplo en la región alemana de la bahía del Bajo Rin». Un análisis más profundo de las inundaciones repentinas y los flujos de escombros ayudará a comprender mejor cómo las señales sísmicas pueden ayudar a la alerta temprana».
Las primeras ideas para establecer un sistema de alerta temprana de este tipo basado en un enfoque sismológico surgieron mucho antes de la catástrofe como resultado de un taller conjunto de investigadores del Helmholtz y colegas indios en Bangalore en la primavera de 2019.
El proyecto actual del estudio fue iniciado por Virendra Tiwari, del NGRI, y Niels Hovius. Aprovechó la colocación de la inundación y una red sísmica regional ya establecida por el Instituto Nacional de Investigación Geofísica de la India.
Hovius afirma que «la alerta temprana es cada vez más urgente, ya que los ríos de montaña se utilizan cada vez más para la generación de energía hidroeléctrica, considerada como un motor para el desarrollo económico de algunas de las regiones montañosas más pobres del mundo. Dado que es probable que las inundaciones catastróficas también sean más frecuentes con el calentamiento del clima –añade–, lo que provocará el rápido retroceso de los glaciares y el precario estancamiento del agua de deshielo en lugares elevados, los riesgos futuros aumentarán aún más».
