Entre julio y octubre de 2022, los habitantes de las islas Manu’a en Samoa Americana experimentaron una serie de temblores que se produjeron varias veces al día, lo que generó inquietudes sobre una posible erupción volcánica o un tsunami inminente. A pesar de la frecuencia de estos eventos sísmicos, un catálogo de terremotos para la zona no arrojó resultados, dado que las islas carecían de una red de monitoreo sísmico capaz de medir las sacudidas y ayudar a los sismólogos en su búsqueda del origen del fenómeno.
Ante la necesidad de respuestas de los residentes de las islas Taʻū, Ofu y Olosega, Clara Yoon, del Servicio Geológico de EE. UU., y su equipo idearon una solución alternativa. Utilizando aprendizaje automático y una técnica conocida como «template matching», lograron analizar los datos de un único sensor sísmico situado a 250 kilómetros del enjambre sísmico en Samoa Americana.
Innovación en el monitoreo sísmico
En un artículo publicado en The Seismic Record, Yoon y sus colegas describen cómo lograron rastrear el enjambre utilizando estos datos de estación única, combinados con informes de movimientos sísmicos proporcionados por los residentes, hasta que se instalaron estaciones sísmicas permanentes en Samoa Americana en agosto y septiembre de 2022.
El enjambre de terremotos, que no resultó en erupciones, comenzó en julio de 2022 a aproximadamente 15 kilómetros de la costa de la isla Taʻū. Las islas volcánicas de Samoa emergen a medida que la placa tectónica del Pacífico se desplaza sobre un hotspot en el océano Pacífico sur. Inicialmente, los informes de los residentes, quienes experimentaron temblores frecuentemente, fueron la única fuente de información sobre el enjambre.
«Cuando comenzaron los terremotos, Samoa Americana no contaba con un monitoreo geofísico instrumental, por lo que no había información básica sobre el origen de las sacudidas, lo que tiene implicaciones para la toma de decisiones en situaciones de emergencia y la seguridad pública», explicó Yoon.
Para abordar esta situación, el equipo de investigación utilizó una estación sísmica remota en Upolu, Samoa, que forma parte de la Red Global de Sismografía. Sin embargo, la señal sísmica del enjambre de Samoa Americana era difícil de detectar en esta estación lejana, lo que llevó a Yoon y su equipo a implementar un modelo de aprendizaje profundo llamado EQTransformer, junto con la técnica de «template matching», para identificar estos pequeños terremotos en un entorno sísmico ruidoso.
El EQTransformer logró encontrar muchos terremotos cuyas ubicaciones coincidían con la zona oriental de Samoa Americana, siendo el más significativo de ellos un evento que se correlacionó con los momentos en que los residentes reportaron haber sentido los temblores. «Estos informes de los residentes de Samoa Americana, enviados al Servicio Meteorológico Nacional, fueron fuentes de datos esenciales sobre los terremotos, y nos brindaron confianza de que los eventos detectados por EQTransformer eran en efecto los mismos que sentía la población local», agregó Yoon.
Con este nuevo catálogo de terremotos, los investigadores pudieron caracterizar el inicio y el pico de la actividad del enjambre. Sensores portátiles e inofensivos, como los Raspberry Shake, se desplegaron en agosto de 2022 para ayudar a localizar rápidamente el área afectada por el enjambre.
El enjambre concluyó en octubre de 2022 sin que se registrara una erupción, aunque los investigadores concluyeron que probablemente estaba relacionado con el movimiento de magma volcánico. Yoon destacó que un enfoque como el que utilizaron podría ser útil en otras partes del mundo donde el monitoreo sísmico permanente es escaso y el riesgo sísmico es poco comprendido, como en regiones offshore con potencial de tsunami o en áreas donde ocurren terremotos dentro de una placa tectónica.
La magnitud del terremoto más fuerte del enjambre, que alcanzó 4.5, hizo que fuese poco probable que hubiera sido detectado por las redes sísmicas globales. «Si no hubiera habido residentes cercanos dispuestos a reportar los temblores frecuentes, este enjambre de Samoa Americana podría haber pasado completamente desapercibido», concluyó Yoon. «Existen muchas fuentes sísmicas y fenómenos desconocidos que están esperando ser descubiertos, quizás mediante futuras aplicaciones a gran escala de enfoques de aprendizaje profundo en sismología».
Más información: Clara E. Yoon et al., Monitoreo sísmico remoto de estación única del enjambre sísmico de julio a octubre de 2022 en el volcán Ta’ū, Samoa Americana, The Seismic Record (2025). DOI: 10.1785/0320240040
