Retrato al aire libre delante de un arbusto soleado por Jean-Paul Ampuero

El CNRS ha reconocido la labor investigativa de Jean-Paul Ampuero sobre los sismos de gran magnitud concediéndole la Medalla de Plata 2023.

© Université Côte-d'Azur

Jean-Paul Ampuero: comprender los sismos de gran magnitud

Cada año, el Perú se ve sacudido por varios centenares de terremotos perceptibles. Jean-Paul Ampuero creció bajo esta amenaza omnipresente, lo que le llevó a buscar soluciones para ayudar a su país. Ahora lo hace desde Francia, concretamente en el laboratorio de investigación Géoazur. Jean-Paul estudia los sismos de gran magnitud y su dinámica de ruptura con el fin de crear sistemas de alerta temprana cada vez más eficaces. La calidad y originalidad de este trabajo han sido reconocidas tanto a nivel nacional como internacional con la Medalla de Plata del CNRS 2023. 

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Al conceder la medalla de plata a Jean-Paul Ampuero, el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia no sólo ha puesto el foco en el revolucionario trabajo del investigador y su laboratorio en mecánica y observación sísmica, sino en la sismología en su conjunto. “Que yo recuerde, hacía 20 años que no se concedía una medalla a un sismólogo. Esto generará un mayor interés por nuestros proyectos y atraerá a nuevos estudiantes”, comenta el científico.  

 

Además de su labor como profesor e investigador, y como parte de su trabajo para el laboratorio Géoazur, Jean-Paul Ampuero acude a veces al terreno para tomar muestras de rocas con el fin de entender el origen de los sismos inducidos.

© Christophe Larroque

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Este entusiasmo por la enseñanza ha estado presente a lo largo de la carrera de Jean-Paul Ampuero, quien se mostró por primera vez interesado en la investigación a raíz de la charla de un científico del Orstom organismo de investigación francés que en 1998 se convertiría en el IRDen su clase del liceo francés de Lima (Perú). Una pasión que Jean-Paul pudo transmitir a su vez a los estudiantes del California Institute of Technology durante 12 años, y que sigue compartiendo con los alumnos de la Université Côte d'Azur de Niza, donde ahora enseña una Cátedra de Excelencia. “Es un verdadero placer compartir mis conocimientos, pero también detectar jóvenes talentos y animarlos a investigar en mi campo”, destaca. En algunos estudiantes de países donde el riesgo sísmico es una realidad, ve reflejada incluso la gran motivación que le llevó a estudiar sismología.

 

Enfoques creativos para una mejor comprensión

 

El 15 de agosto de 2007, un terremoto de magnitud 5,9 sacudió la región de Pisco. Uno entre los cientos de terremotos que se producen cada año en el Perú.

© Jérôme Chandes

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Jean-Paul Ampuero creció en el Perú, país ubicado en el Cinturón de Fuego del PacíficoRegión geológica que abarca 40 000 km en torno al océano Pacífico y que concentra la mayor parte de la actividad sísmica y volcánica del planeta y, por lo tanto, expuesto a una gran sismicidad. Impulsado por el deseo de ayudar a su país, Jean-Paul decidió mudarse a París nada más acabar sus estudios de bachillerato. El futuro investigador estudiaría Física en la Universidad de París VII y después Geofísica en el Instituto de Física del Globo de París (IPGP), antes de emprender una brillante carrera internacional. Su ámbito de estudio son los megaterremotos, con el fin de entender su geometría y evaluar su velocidad de propagación. Para ello, ha desarrollado junto con su equipo un método de observación de sismos de gran magnitud, con el que han analizado los mayores terremotos de los últimos 20 años para determinar su velocidad de ruptura. “Así descubrimos que el 15 % de los terremotos son en realidad terremotos supershear (súper cizalla), que son más rápidos que las ondas sísmicas de cizallaTambién llamadas “ondas secundarias” u “ondas S”, se propagan por el interior de la Tierra y aparecen después de las ondas primarias en los sismogramas. La velocidad de un terremoto supershear es de 4-5 km/s, mientras que las ondas de cizalla se propagan a 3,5 km/s.1”, revela el investigador. Se trata de un importante hallazgo que permitirá comprender mejor estos sismos, cuya altísima velocidad de ruptura los hace mucho más potentes y destructivos que otros.

La otra gran aportación del sismólogo a la ciencia es su teoría de la dinámica de los sismos de gran magnitud, la cual pone de relieve la importancia de la profundidad de la corteza frágil en la geometría y las condiciones de detención de las rupturas sísmicas. Hasta las magnitudes 6 o 7, los sismos presentan rupturas más o menos circulares, que se propagan en todas direcciones, como la onda generada por una gota que cae al agua. Por encima de esas magnitudes, la ruptura se ve bloqueada por la poca profundidad de la corteza frágilcapa superior de la corteza terrestre, que es rígida y quebradiza, lo que obliga a los terremotos a adoptar una geometría alargada en horizontal. La energía que impulsa el sismo se satura entonces y la ruptura desarrolla inercia, con lo que las condiciones de detención son radicalmente distintas.

Cuando se trata de predecir terremotos, a menudo se intenta averiguar cuándo van a producirse, pero con eso no basta. También hay que saber cuándo van a detenerse, porque eso es lo que determina su magnitud.

Sistemas de alerta innovadores 

 

Actualmente, el investigador está poniendo sus hallazgos al servicio de los países con alta peligrosidad sísmica, incluido el suyo, como se prometió que haría. “En Estados Unidos me dediqué sobre todo a la investigación fundamental. En el IRD puedo dedicar mi experiencia y mis conocimientos a aplicaciones concretas”. 

El 27 de febrero de 2010, un terremoto de magnitud 8,8 con epicentro en el océano Pacífico, a 6,4 km de la costa, sacudió Chile y provocó un tsunami.

© IRD - Raphaël Almar

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De este modo, Jean-Paul está ayudando a desarrollar un sistema de alerta sísmica temprana en el Perú, que se hará público el año que viene. Este sistema, capaz de analizar mediante inteligencia artificial los primeros segundos de una señal registrada por sismómetros, permite estimar la localización y magnitud de un terremoto para enviar una alerta a la región. El equipo está trabajando para mejorar la eficacia del sistema instrumentando el fondo marino a unos cientos de kilómetros de la costa de Chile, lo más cerca posible de los epicentros de los sismos más destructivos. Para ello, utilizan cables de fibra óptica diseñados para telecomunicaciones, que transforman mediante un sistema de detección acústica distribuidaSistema de detección de señales de deformación dinámica a lo largo de toda la fibra.

Este proyecto ha sido posible gracias al carácter pluridisciplinar del laboratorio Géoazur, un auténtico pilar para Jean-Paul Ampuero.

En el IRD tenemos la oportunidad de tender puentes interdisciplinares fundamentales para la investigación. Por ejemplo, aunando mi trabajo con el de mis compañeros de ciencias humanas, podemos determinar mejor la peligrosidad de un terremoto, que no sólo depende de su mecánica física, sino también de la vulnerabilidad de la población. Esto abre grandes oportunidades para el futuro de mis proyectos.

La peligrosidad sísmica, implicada en varios Objetivos de Desarrollo Sostenible

La prevención de sismos es una cuestión crucial que requiere acciones simultáneas que tocan a varios Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU. En primer lugar, el Objetivo 11, sobre ciudades y comunidades sostenibles, y en particular la Meta 5, que se centra en prevenir y reducir el impacto de las catástrofes. Luego está el Objetivo 13, y su Meta 1, que pide a los tomadores de decisiones que refuercen la resiliencia y la capacidad de adaptación de todos los países frente a los fenómenos climáticos y las catástrofes naturales. Aunque el clima no afecta a la ocurrencia de terremotos, el cambio climático puede amplificar su impacto y sus efectos inducidos. La subida del nivel del mar expone a más personas a los tsunamis producidos por los sismos de gran magnitud, mientras que las lluvias torrenciales aumentan la probabilidad de que se produzcan corrimientos de tierras, incluidos los desencadenados por terremotos. Por último, la geotermia a gran profundidad y el almacenamiento subterráneo de carbono son actividades vinculadas a la transición energética, que generan un riesgo de sismicidad inducida y están relacionadas con la Meta 2 del Objetivo 7, que promueve un aumento de la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.


    • Jean-Paul Ampuero, Géoazur (Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d’Azur/IRD/CNRS)
      Retrouvez ici les publications de Jean-Paul Ampuero.

      • Comportement de glissement diversifié des barrières de failles à vitesse affaiblie
        Diego Molina-Ormazabal, Jean-Paul Ampuero & Andrés Tassara, Diverse slip behaviour of velocity-weakening fault barriers, Nature Geoscience, 29 septembre 2023 ; https://rdcu.be/dqHFP
         
      • Alerte sismique précoce à partir de 3 secondes d'enregistrements sur une seule station avec apprentissage automatique
        Pablo Lara, Quentin Bletery, Jean-Paul Ampuero, Adolfo Inza, Hernando Tavera, Earthquake Early Warning starting from 3 seconds of records on a single station with machine learning, Journal of Geophysical Research, 2 novembre 2023 ; https://doi.org/10.1029/2023JB026575
         
      • Fréquence mondiale des séismes de super cisaillement océaniques et continentaux
        Han Bao, Liuwei Xu, Lingsen Meng, Jean-Paul Ampuero, Lei Gao, Haijiang Zhang, Global frequency of oceanic and continental supershear earthquakes, Nature Geosciences, 31 octobre 2022 ; https://doi.org/10.1038/s41561-022-01055-5
         
      • Continuum des vitesses de rupture sismique permises par le glissement oblique
        Huihui Weng & Jean-Paul Ampuero, Continuum of earthquake rupture speeds enabled by oblique slip, Nature Geosciences, 9 novembre 2020 ; https://www.nature.com/articles/s41561-020-00654-4
    • Louise Hurel, DCPI - IRD