La magnitud de los sismos que se refleja en el catálogo del IGN en la isla de El Hierro parece que no se realiza con toda la red de estaciones disponibles. Sin embargo, tenemos métodos para determinar una magnitud “teórica” con varias estaciones. Después de analizar más de 14000 sismos llegamos a la conclusión de que es necesario llevar a cabo un filtro previo de estaciones, tal como hace el IGN

Todos hemos podido comprobar en más de una ocasión que el cálculo de la magnitud de los sismos que se refleja en el catálogo del IGN en la isla de El Hierro parece que no se realiza con toda la red de estaciones disponibles. Sin embargo,  tenemos métodos para determinar una magnitud “teórica” con varias estaciones. Según el Instituto Geográfico Nacional esta es la fórmula que se utiliza para el cálculo de la magnitud:  

(*) 4. mbLg (L): Magnitud a partir de la amplitud de la fase Lg (López, 2008). Utilizada para terremotos ocurridos a partir de marzo de 2002. Esta fórmula de magnitud ha sido referida a la fórmula de magnitud local de Richter (1935), de manera que para un periodo de 1 segundo ambas escalas coinciden a una distancia de referencia de 100 kilómetros. La expresión matemática de esta magnitud viene dada por: 

mbLg(L) = log (A/T) + 1.17 log R + 0.0012R + 0.67 

Donde A es la amplitud del desplazamiento en micras, T el periodo en segundos y R la distancia hipocentral en kilómetros.

En el catálogo en fases tenemos los valores de Amp y Per para las estaciones en las que ha llegado la onda S. Por otra parte se recoge también la distancia y la profundidad, por lo que es fácil determinar R.

EJEMPLO:

Evento 1153033 30/06/2012 21:43:42 27.6762 -18.1205 20 III-IV 3.6 4 W EL PINAR.IHI

http://www.ign.es/ign/none/volcaDetalleTerremotosFasesDat.do?evid=1153033&zona=2

Solo se aporta y asigna el valor de CTIG: M 3,6

Este sería el resultado con todas las estaciones con A y T en fases: M 4,2

Con estas premisas, trasladamos al IGN las siguientes cuestiones: 

¿Por qué toman siempre el valor de CTIG y no el promedio de todas las estaciones? 

¿Por qué si existen valores de A y T no se aportan los datos de magnitud en la mayoría de los casos para CJUL, CCUM, CMCL, CRST y CTAN?   

¿Existe alguna causa técnica que lo justifique?

El IGN tuvo la amabilidad de contestar, algo de agradecer teniendo en cuenta la carga de trabajo que tienen estos días. Esta fue su respuesta:

“Los criterios que seguimos para el cálculo de la magnitud en los terremotos de la serie de EL Hierro son siempre los mismos por consistencia de la serie. Estos criterios han sido establecidos teniendo en cuenta la respuesta de las distintas estaciones y la posible saturación de los registros con los terremotos de mayor magnitud”

  
La respuesta puede parecer ambigua y es posible, solo en principio, que no satisfaga a todos, pero hemos analizado más de 14000 sismos, los localizados desde el día 19 de Julio de 2011 hasta el 13 de Julio de 2012, y solo podemos llegar a una conclusión: la respuesta del IGN es coherente con dicho análisis, el cual nos sugiere llevar a cabo un filtro previo de estaciones y tomar solo algunas para realizar el cálculo de magnitud. Como verán más adelante estas estaciones son exactamente las mismas que utiliza el IGN en fases. 

 
En primer lugar analizamos las diferencias entre la magnitud recalculada y la magnitud real asignada en catálogo por el IGN. Como vemos en el gráfico la diferencia es independiente de la magnitud asignada e incluso es menor cuanto mayor es la magnitud del sismo y mayor cuanto menor es ésta última. Aunque no lo mostremos lo mismo se puede decir con respecto a la profundidad. Por tanto, la elección de estaciones en catálogo se deriva de un criterio de trabajo, tal como señala el IGN.   

Posible criterio de elección de estaciones 

En la siguiente tabla vemos el número de veces que cada estación ha entrado en el cálculo de la magnitud en catálogo durante el periodo analizado. Como podemos comprobar CTIG y CHIE aparecen en la casi totalidad de los casos, seguidas de CTAB. El resto de estaciones apenas entra en dicho cálculo.  

 
A continuación analizamos el número de veces que se registra en cada estación la llegada de onda S, con datos de amplitud y periodo, y que nos permite recalcular la magnitud o asignar un valor “teórico”

Como vemos CTIG y CHIE son las estaciones que garantizarían un control casi total de la serie, seguida de CTAB, CTAN, CCUM y CJUL. Además, dado que CTIG y CHIE estaban instaladas en la isla desde antes de que se iniciara la crisis y cuentan con histórico comparable, parece lógico que siempre que sea posible se incluyan en el cálculo. Por tanto, si se quiere tener una serie consistente en el tiempo, a las anteriores habría que añadir CTAB, CTAN, CCUM y CJUL

Sin embargo, si analizamos exclusivamente los sismos de magnitud M > 3, encontramos diferencias importantes que hacen que de las cuatro estaciones nuevas tengamos que quedarnos solo con CTAB, ya que es la única que supera el 90% de los casos en registro de señal en los sismos de mayor magnitud.

Además, si tenemos en cuenta la fecha de entrada en servicio CTAB sería de nuevo la estación de elección, por contar con registro desde casi el inicio de la crisis. CTAN, aunque arrancara en casi en la misma fecha, tardó unos días en aportar un registro continuo representativo del proceso.    

Por tanto, si tenemos en cuenta la consistencia de la serie y en su homogeneidad en el tiempo, nuestro criterio de elección se basaría en CTIG, CHIE y CTAB para el cálculo de la magnitud, las mismas que utiliza el IGN. La incorporación del resto de las estaciones distorsionaría los resultados, sobre todo si tenemos en cuenta que hablamos de un servicio de vigilancia volcánica y de la monitorización de un proceso en el que la evolución de la energía liberada puede ser crucial para la toma de decisiones.
 

Sismos de Magnitud > 3

  
Quizá sea el punto que más desconcierto pueda causar, por la elección de CTIG como única estación para asignar la magnitud en bastantes ocasiones. Veremos que de nuevo el criterio es acertado.

Desde el 19 de Julio de 2011 se han localizado 310 sismos de M > 3. CTIG ha participado en 305 casos, CTAB en 141 y CHIE en 134. Vamos a analizar únicamente aquellos casos en los que han promediado las tres estaciones.

Como podemos ver en el gráfico el cálculo de magnitud difiere para cada estación, pero el promedio, y por tanto el dato que aparece en catálogo IGN, es prácticamente igual que el registro de CTIG.

Es muy probable que en CHIE, por ser una estación de corto periodo, se de saturación en muchos de los registros de terremotos de mayor magnitud, tal como nos respondía el IGN. Son precisamente esos casos, salvo muy contadas excepciones, los que en catalogo solo aparece el registro de CTIG, que ya hemos visto que es muy similar al promedio de las tres estaciones de elección.

Por último, si estudiamos los coeficientes de correlación Pearson (r) entre estaciones, vemos que las estaciones elegidas son representativas del resto, obteniéndose unos valores altos entre todos ellas. Sin embargo, se da la circunstancia de que es el valor aportado en catálogo por el IGN el que manifiesta unas correlaciones más elevadas con las magnitudes recalculadas para cada estación, incluso con aquellas estaciones que no entran normalmente en su cálculo en catálogo o lo hacen de forma esporádica:

Todo ello redunda en confirmar que los criterios del IGN para la elección de estaciones en el cálculo de la magnitud son coherentes, facilitan la obtención de series consistentes y homogéneas en el tiempo y son representativos de los registros de todas las demás estaciones desplegadas en la Isla de El Hierro.

Entonces, ¿por qué ahora parece haber aumentado la intensidad de los sismos? Nos atrevemos a conjeturar que tal vez el modelo de contrastes de densidades de El Hierro obtenido por estudios de gravimetría nos pueda dar algo de información. Si consideramos las zonas en rojo como las más densas podemos comprobar que en las proximidades del Faro de Orchilla, en profundidad, encontraríamos un terreno más denso que en la zona sumergida de El Golfo o el mar de Las Calmas, donde el año pasado se producían los sismos más fuertes.  Tal vez esa mayor densidad afecte a como se sienten los sismos, aumentando la intensidad de los mismos. En AVCAN estamos trabajando para dilucidar si esta hipótesis tiene algún fundamento. Esperamos poder dar alguna respuesta en unas semanas.

The crustal structure of ElHierro (CanaryIslands) from 3-Dgravity inversion. F.G. Montesinos, J. Arnoso, M. Benavent, R. Vieira (2006) Journal of Volcanology and Geothermal Research, 150, 283-299

Javier Arroyo-AVCAN