Análisis de sensibilidad en la respuesta resonante de bahías de Chile al rol de la fuente tsunamigénica

Abstract

La costa occidental de América del Sur es una de las zonas más sismogénicas del mundo, debido a la subducción de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana. La distribución espacial de terremotos de gran magnitud indica la gran posibilidad de ocurrencia del fenómeno en costas chilenas, las cuales podrían producir tsunamis en un futuro (Prezzi and Silbergleit, 2015). Eventos tales como 1960 en Valdivia (Mw 9.5), 2010 en Maule (Mw 8.8) y 2014 en Pisagua (Mw 8.2), son un recordatorio del potencial sísmico del país. Los tsunamis son generados cuando un gran volumen de agua es desplazado súbitamente, provocando una serie de ondas oceánicas de período entre 5 y 60 minutos, generadas por una perturbación a gran escala del océano. La cultura popular asocia un tsunami como un evento destructivo, sin embargo, no guarda relación con la amplitud ni el nivel de daño que provoca, ya que es un fenómeno físico cuya caracterización depende netamente del período de onda con el que llega a la costa. En el océano, las ondas viajan muy rápido, teniendo cientos de kilómetros de separación y típicamente una amplitud muy baja. Este flujo de energía se encontrará en la fase final con la costa, imponiéndole una barrera que provoca que toda la energía se concentre en un espacio más pequeño. Por leyes de asomeramiento y de refracción, el tsunami reduce su longitud de onda y su velocidad, ganando amplitud y posteriormente provocando una fase de inundación. Es sabido que Chile es un país muy tsunamigénico, y la producción de estos fenómenos es azaroso, no es posible predecir ni la magnitud, ni el epicentro, ni la distribución de deslizamiento cosísmico, por lo que es necesario realizar simulaciones numéricas y análisis de eventos pasados para lograr entender la física detrás de estos fenómenos, como también estudiar la interacción del tsunami con el fondo marino en la propagación costera. Entre estos procesos, se ha analizado el papel de la batimetría local sobre las ondas de superficie libres y tsunamis cerca de la costa desde principios del siglo XX (Rabinovich et al. 1997) y se ha demostrado que la resonancia puede tener un rol muy importante en la amplificación de ondas de tsunami en las áreas costeras, donde el comportamiento del fenómeno puede verse influenciado mayormente por la batimetría local más que por las características de la fuente tsunamigénica. Lo anterior se ha manifestado en diversos estudios (Cortés et al. 2017), tras el análisis espectral de diversos registros de tsunami, siendo todos ellos similares una misma localidad. Recientemente se divisó la importancia de la resonancia tras la llegada tardía de ondas devastadoras de tsunami en diferentes bahías de Chile. Por ejemplo, la tercera onda fue la más devastadora en Talcahuano durante el tsunami generado por el terremoto del Maule del 2010 (Mw 8.8), mientras que la onda más grande llegó a los 90 minutos luego del tsunami generado por el terremoto de Pisagua en 2014 (Mw 8.2) (Catalán et al. 2015). Por ello, la identificación de la resonancia tras un tsunami y los patrones de amplificación en bahías es de gran relevancia para poder estimar los riesgos tras un tsunami para su posible mitigación, preparación y posible respuesta ante emergencias.