¿Qué provoca los microsismos en el poniente de la CDMX?

Habitar en la Ciudad de México es compartir una historia de vida con los sismos, no sólo porque tarde o temprano experimentaremos uno, sino porque tenemos recuerdos de aquellos que han causado grandes desastres y nos han marcado como sociedad.

Sin embargo, en los últimos años hemos escuchado más la palabra microsismos, que se refiere a movimientos con magnitudes menores a 3 y que se registran a poca profundidad. Hoy el término es común entre la población. Aunque este tipo de fenómeno telúrico ha existido siempre, los sismólogos destacan que en la actualidad disponen de mejor tecnología para su registro y estudio.

Un movimiento terrestre, por pequeño que sea, causa conmoción en la mayoría de la población, sin contar los daños a la infraestructura que se han registrado en las edificaciones cercanas a los epicentros.

Entre la noche del 10 de mayo de 2023 y durante el día siguiente, el Servicio Sismológico Nacional registró la ocurrencia de 23 microsismos con profundidades de 1 a 1.5 km y magnitudes de 1 a 3.2 la máxima, todos ellos entre las alcaldías Álvaro Obregón, Magdalena Contreras y Coyoacán. Muchos fueron imperceptibles para la población, pero otros más sí pudieron sentirse.

A partir de estos acontecimientos, la Secretaría de Educación, Ciencia Tecnología e Innovación de la Ciudad de México lanzó una convocatoria para el estudio de los microsismos. Integrantes del Instituto de Geofísica y del el Instituto de Geología de la UNAM participan con el proyecto Estudio geofísico, geológico del poniente de la Ciudad de México, implicaciones en el origen de los microsismos.

“La misión de este proyecto es tratar de entender el fenómeno que está causando la ocurrencia de estos microsismos en esta zona de la Ciudad de México”, explica la doctora Claudia Arango Galván, del Instituto de Geofísica de la UNAM y líder del proyecto.

Una cuenca peculiar

México está ubicado en un margen en donde dos placas tectónicas se encuentran y chocan una contra otra (lo cual se conoce como zona de subducción) a lo largo de la trinchera mesoamericana. Justo esta característica es la que hace que vivamos en un lugar tectónicamente activo, es decir, que ocurran constantemente sismos.

Todo este acomodo interior de la Tierra no es aislado, por lo que no sólo se produce en donde convergen las placas, sino que genera constantes reacomodos internos a lo largo de todo el planeta.

En el caso de la Cuenca de México, su configuración geológica es del tipo endorreica, eso significa que se generó a partir de muchos eventos y está compuesta por distintas estructuras geológicas, como fallas y fracturas existentes en el subsuelo. “Necesitamos saber cuáles están activas y cuáles están interaccionando para generar estos microsismos”, comenta la doctora Arango Galván.

Geofísica profunda

Uno de los objetivos del proyecto es explorar de manera integral las estructuras que podrían estar generando estos microsismos. Es necesario conocer cómo está conformado el subsuelo a profundidad, cómo se están comportando las fallas y fracturas, así como otras estructuras que lo integran. Para lograrlo, se enfocarán en la caracterización de estas estructuras profundas través de tres disciplinas científicas diferentes: la geofísica profunda, la geofísica superficial y la geología.

La geofísica profunda les permite revisar el subsuelo de la Ciudad de México hasta los 4 o 5 km de profundidad. Su objetivo es mapear diferentes propiedades físicas de las estructuras que integran el subsuelo, pues cuando éste tiene alguna discontinuidad, puede manifestarse como una perturbación o una anomalía.

Para estudiar estas propiedades utilizan el método magnetotelúrico, que se encarga de medir los campos eléctricos y electromagnéticos que existen de manera natural. Para ello utilizan sensores que colocan en la superficie, integrados por electrodos y bobinas con los cuales miden las variaciones temporales de ambos campos en un tiempo determinado, por ejemplo, de horas a un día.

Las mediciones que obtienen les permiten inferir la distribución de la resistividad eléctrica del subsuelo, una propiedad que indica qué tan fácil es que una corriente eléctrica pueda atravesar un cuerpo y que puede verse modificada por la saturación de fluidos que puede haber en el medio, las discontinuidades del subsuelo, la composición mineral de las rocas, etcétera.

“Si nosotros logramos conocer la distribución de la resistividad eléctrica, podremos ver algunos cambios que podrían o están asociados con estas estructuras generadoras de sismos debajo del suelo de la Ciudad de México”, agrega la doctora Arango.

Geofísica superficial

Desde la geofísica superficial se utiliza el método de tomografía de resistividad eléctrica, que también sirve para observar la distribución de la resistividad eléctrica, pero a nivel superficial, es decir, alrededor de los primeros 100 m de profundidad.

Este método es importante porque de manera local indica cuáles son las debilidades estructurales que podría haber en el subsuelo. El encargado de este tipo de estudios es el doctor René Chávez Segura, del Instituto de Geofísica de la UNAM, quien desde hace más de dos décadas se ha especializado en este aspecto.

“Lo que hacemos es colocar a lo largo de un perfil una serie de electrodos. Un electrodo es una varilla, más o menos de 1.20 metros, que es de hierro, pero es una aleación especial. Se clava en la tierra aproximadamente entre 30 a 50 centímetros, salvando lo que es el concreto; podemos alinear entre 48 a 96 electrodos separados”.

Todos estos electrodos van conectados a un equipo a través de un cable, algunos de ellos conducirán la corriente hacia el subsuelo y otros medirán las variaciones de esa corriente, en función del voltaje.

Con esto observarán cómo la corriente atraviesa diferentes estratos y cuál es su comportamiento. Esto permitirá conocer la resistencia que existe en el subsuelo, lo que indica si la corriente eléctrica puede atravesar las estructuras que ahí se localizan. A partir de esto podrían detectarse cavidades, fracturas, hundimientos.

El doctor Chávez explica que esta técnica les ha permitido estudiar el subsuelo de edificios o zonas urbanas, en donde las edificaciones impiden que estos estudios se lleven sin complicaciones. Por ello, han tenido que generar una forma ingeniosa de ver los cambios que sufre la corriente eléctrica del subsuelo por debajo de los edificios, al colocar los electrodos de voltaje alrededor de éstos y generar una imagen 3D de las estructuras que hay debajo.

Además, como parte de los estudios de geofísica superficial también emplearán el uso de drones y fotogrametría para ver las deformaciones del subsuelo desde las alturas.

Estudios geológicos

La participación de los investigadores del Instituto de Geología de la UNAM en este proyecto consiste en identificar los tipos de roca que están coexistiendo en la Cuenca, de qué materiales están compuestas, cuál es su edad y origen, así como detectar las fallas, su dirección, si están activas o cómo se están moviendo.

Para tener una mejor idea de cómo está constituido el interior del subsuelo a profundidad y cómo son las rocas, éstas deben estudiarse en la superficie, explica el doctor Alberto Vásquez Serrano,  del Instituto de Geología.

En el caso particular de este proyecto en el poniente de la Ciudad de México, los sismos han ocurrido alrededor de entre 1 y 1.5 km de profundidad en la parte de la Sierra de Las Cruces, en la parte alta de la alcaldía Cuajimalpa y en donde se localiza la popular zona de Los Dinamos.

Los investigadores han realizado varias campañas de campo principalmente en ciertas localidades como los Dinamos, en donde hay distintas pendientes y barrancos. En este lugar han analizado los tipos de materiales y también lo han hecho cerca de la zona de los epicentros, en donde han podido observar las rocas directamente en obras civiles.

El doctor Vásquez Serrano comenta que es importante conocer la edad de las rocas porque esto les da una idea de qué tan recurrentes han sido estos microsismos –en el último tiempo geológico– y a tener un punto de referencia en el tiempo para saber en qué momento ha empezado esta actividad sísmica en esta zona de la ciudad.

Los geólogos toman muestras de las rocas, las describen, las llevan a un laboratorio especializado para conocer su edad a través de una técnica que separa minerales como los zircones de las rocas.

“Estos zircones en su estructura tienen un elemento químico que es radioactivo, el uranio, que al momento de que se forma la roca empieza a cambiar progresivamente en el tiempo a otro elemento que es el plomo. Nosotros podemos medir la proporción entre un isotopo del uranio y un isotopo del plomo, y eso nos da una idea de la edad de las rocas”.

Las rocas que han fechado los investigadores tienen alrededor de un millón de años y están afectadas por una serie de fallas producidas en esta Sierra. “Nosotros pensamos que la actividad asociada con estas fallas, los movimientos que se generan en este lado de la ciudad, son más recientes que un millón de años”.

La zona de los microsismos está en una transición de materiales que pertenece a la Sierra de Las Cruces y está ubicada en lo que se conoce como zona de transición o zona de lomas,  en donde los materiales son productos de la erosión de dicha Sierra o de las erupciones de los volcanes que la integran.

En la zona de transición se encuentran depósitos de lahar, que son básicamente depósitos de lodo y de escombros de material que cuando llueve se erosionan, y bajan por las laderas de las montañas hasta dicha zona. Esta parte de la ciudad se encuentra a lo largo de la traza de un sistema de fallas que tiene una orientación noreste-suroeste. Una de las más importantes asociadas con este sistema es la falla Contreras.

¿CÓMO SE GENERA UNA FALLA GEOLÓGICA?

• Una falla es una fractura de grandes bloques de rocas a nivel de la corteza terrestre. Se generan por fuerzas que ocurren en ésta.

• Las fuerzas que inducen el rompimiento de las rocas y la formación de una falla suelen ser muy grandes; están asociadas principalmente con el movimiento de las placas tectónicas.

• También existen fuerzas locales que pueden generar la rotura de las rocas, aunque se ha visto que su influencia es realmente es muy poca.

• Estas fuerzas pequeñas pueden ser explosiones relacionadas con la actividad minera, y entonces eso induce pequeñas roturas en las rocas, pero en realidad son muy pequeñas, nada comparado con lo que puede generarse en un sismo.

La falla Contreras

Una de las hipótesis que manejan los investigadores es que estos microsismos pudieran tener relación con la falla Contreras (ubicada en la Sierra de las Cruces, entre el límite de la Cuenca de México y la de Toluca).

Esta falla tiene un movimiento oblicuo, es decir, que si existen dos bloques que forman una fractura, uno se está cayendo pero también se está moviendo lateralmente.

“Este tipo de fallas cuando se mueven, las estructuras secundarias asociadas tienen una dirección no necesariamente paralela. Entonces pudiera ser, no lo estoy afirmando, que estas estructuras que hemos estado viendo más recientemente con la ocurrencia de los microsismos pudieran ser estructuras secundarias a la falla mayor de esta índole y que se manifiestan de esta manera, pues la zona donde se están observando los daños ahí es zona de transición”, puntualiza la doctora Arango.

Por su parte, el doctor Vásquez Serrano destaca que una buena parte de los esfuerzos que están haciendo como geólogos es entender la actividad de la falla Contreras en el pasado, qué movimiento ha tenido, cuánto desplazamiento ha acomodado y qué rocas ha cortado, porque esta falla tiene una continuación hacia el norte y cae en la zona de los microsismos.

“Lo que continuará en nuestro estudio es probar, con los datos que van a obtener en el Instituto de Geofísica, si existe esta continuidad hacia el norte y si es así estamos hablando de una falla de grandes dimensiones”, explica el doctor Vásquez Serrano.

Un estudio que continúa

Los microsismos han llamado la atención de los científicos porque son fenómenos que ocurren en un tiempo corto y con magnitudes y profundidades muy similares. El doctor Vásquez Serrano explica que hasta el momento no se han detectado este tipo de movimientos en otro lugar de la Ciudad de México:

“A reserva que los sismólogos comenten algo al respecto, pero tengo entendido que con este patrón que se observaron en esta zona en particular no. Ha habido actividad sísmica de sismos pequeños, pero son sismos de un solo evento, sin embargo, la particularidad de este evento es que son varios, más de cinco, con la misma magnitud, en el mismo lugar, a la misma profundidad, y este fenómeno particular ha interesado a la comunidad”.

Los otros microsismos que han ocurrido en la Ciudad de México han sido particularmente hacia el sur de la capital, en la Sierra de Chichinautzin, en la zona de Xochimilco, Tláhuac y Tlalpan, aunque éstos generalmente están asociados con un sistema de fallas activo, que tienen una orientación este-oeste y que está concentrado en dicha sierra.

El proyecto Estudio geofísico, geológico del poniente de la Ciudad de México, implicaciones en el origen de los microsismos aún continúa en desarrollo. Los grupos de investigación involucrados esperan que con sus estudios tengan indicios de cuál es la extensión de la falla que está causando los daños y cuál es su profundidad. La doctora Arango Galván comenta: “esto nos va a dar mucha luz sobre lo que está pasando localmente”.

Los resultados que se obtengan del proyecto serán una contribución más al conocimiento que se tiene sobre los microsismos en la capital del país, porque estas fallas y estructuras que está condicionando el comportamiento de la superficie son importantes, y deben considerarse a la hora de desarrollar infraestructura.

“Esta ciudad necesita ir evolucionando, ha habido cambios, no es la misma que en la década de 1980, pero nos falta mucho por entender cómo funciona, en particular cómo era el subsuelo. No fuimos conscientes de ello hasta después del terremoto del 85, que es cuando se empezaron a hacer estudios mucho más enfocados al subsuelo de la Ciudad de México”, concluye el doctor René Chávez Segura.