TLALOC-Net, la red de investigación aplicada en clima y de los procesos físicos que controlan terremotos y volcanes

Como el Dios TLALOC temido por su habilidad para descargar lluvia, granizo y rayos sobre la tierra, elementos previstos para ser observados a través de la red de GPS que conforman al proyecto “La Red de Observación y Colaboración Transfronteriza, Terrestre y Atmosférica a Largo Plazo” (TLALOC-Net).

TLALOCNet es una red de Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y estaciones meteorológicas en México, diseñada para el estudio de los procesos atmosféricos y de tierra sólida. Esta red de reciente formación abarca la mayor parte del país con un fuerte enfoque en el sur y el oeste de México.

Las observaciones de TLALOC-Net permitirán un mejor análisis de los:

·Procesos de acumulación y liberación de energía en toda la zona de subducción mexicana y del sistema de fallas en el Golfo de California;

· Procesos de deformación de superficie y;

· Proporcionarán estimaciones de vapor de agua que permitirán avanzar en el conocimiento de los procesos atmosféricos en México.

Se han cumplido ya ocho años que se reunieron en Puerto Vallarta, 35 científicos internacionales de 22universidades y centros de investigación, miembros de las Redes Nacionales de Investigación y Educación (RNIE) en Latinoamérica, Norteamérica y Europa, que abarcan  disciplinas de las ciencias de la atmósfera, del clima, de la hidrología, de la tierra sólida y del clima espacial, para asistir a un taller patrocinado por la  Fundación Nacional para la Ciencia (NFS, por sus siglas en inglés, National Science Foundation) y CONACyT, para analizar los fundamentos, usos y la implementación de una red atmosférica y de GPS de última generación en México para la investigación aplicada en el clima, pronóstico del tiempo, así como a los procesos físicos que controlan terremotos y volcanes.

Un logro clave del taller para llevar el proyecto TLALOC-Net a buen término fue la declaración escrita y firmada por 12 científicos mexicanos, con la finalidad de integrar un primer consorcio de investigadores e instituciones mexicanas que compartan sus datos abiertamente, trabajaran de manera unificada para defender y facilitar la ciencia basada en GPS en México, y se esforzaran por desarrollar la capacidad humana y técnica del país para la investigación de vanguardia y la previsión de peligros.

1.    Cabral-Cano, Enrique (Geofísica UNAM)

2.    Farfán Molina, Luis (CICESE)

3.    González García, José  (CICESE)

4.    Guzmán Speziale, Marco (Centro de Geociencias, UNAM)

5.    Kostoglodov, Vladimir  (Geofísica, UNAM)

6.    Márquez Azua, Bertha (UDG)

7.    Pérez Enríquez, Román (Centro de Geociencias,  UNAM)

8.    Rebolledo Vieyra, Mario  (Centro de Investigaciones Científicas de Yucatán)

9.    Sánchez Zamora, Osvaldo (Geofísica UNAM)

10.  Santiago, José Antonio. (Geofísica UNAM)

11.  Vázquez, Esteban (UAS)

12.  Zavala Hidalgo, Jorge (Centro de Ciencias de la Atmósfera – UNAM)

Entre las universidades firmantes del convenio de colaboración para la creación de la red unificada GPS de México podemos encontrar a:

UNAM – Instituto de Geofísica, Centro de Ciencias de la Atmosfera de la Universidad Nacional Autónoma de México.

UDG – Centro de Estudios Estratégicos para el Desarrollo (CEED) y la Coordinación General de Tecnologías de la Información (CGTI) de la Universidad de Guadalajara.

UNISON – Universidad de Sonora.

CICESE –  Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada Baja California.

UAS – Universidad Autónoma de Sinaloa.

CICY  – Centro de Investigación Científica de Yucatán.

Entre las instituciones internacionales que participan se menciona a:

University of Arizona.

University of Wisconsin-Madison.

Miami University in Ohio.

University of Washington.

UNAVCO – University Navstar Consortium.

NOAA– National Oceanic and Atmospheric Administration.

Este equipo de trabajo continúa realizando reuniones productivas de seguimiento para identificar y alinear aún más, los intereses meteorológicos y geofísicos de las universidades y agencias gubernamentales mexicanas y estadounidenses.

A la luz de las entusiastas respuestas científicas motivadas por las numerosas aplicaciones y beneficios de TLALOC-Net, se preparó un libro blanco para sentar las bases de eventuales solicitudes de financiamiento para NSF y CONACyT. Con una implementación debidamente coordinada, TLALOC-Net promete ser un evento singular en el fomento de la investigación en ciencias naturales en México mediante el intercambio abierto de nuevos tipos de datos de la red y el trabajo colaborativo de una nueva generación de científicos mexicanos y estadounidenses que utilizarán TLALOC-Net como su principal herramienta de investigación.

 

También se han producido fuertes vínculos entre científicos estadounidenses y mexicanos, dado que ambos países comparten muchos de los desafíos y procesos climáticos, atmosféricos, hidrológicos y sólidos de la Tierra que TLALOC-Net pretende explicar, nos comenta la Dra. Bertha Márquez, Coordinadora del proyecto TLALOC-Net en Jalisco, Profesora-Investigadora Titular del CEED en la Universidad de Guadalajara y Coordinadora de la comunidad de Ciencias de la Tierra en CUDI.

“Para las ciencias de la tierra, TLALOC-Net mejora los estudios continuos detallados del comportamiento de un terremoto, la tectónica de zonas de subducción y el hundimiento del terreno. La trinchera mesoamericana es un laboratorio natural ideal para estudios geodésicos detallados, TLALOC-Net proporciona límites adicionales en el movimiento de placas de América del Norte-Pacífico y una gran cantidad de observaciones sobre el ciclo sísmico de subducción,” mencionó la Dra. Márquez.

Instrumentación de la Red TLALOC-Net

“Cada una de las estaciones de TLALOC-Net se encuentran construidas sobre un afloramiento de roca, de no ser así, se construye un monumento reforzado a profundidad para certificar la estabilidad de la antena. La antena es modelo Trimble Choke Ring-GNSS- Sistema Global de Navegación Satelital, por sus siglas en inglés, y el receptor Trimble NetR9 del -GNSS- un receptor con bandas L1, L2 y L5. El 40% de las estaciones cuentan con un sensor multitemporal Vaisala WXT520 -sensores meteorológicos.

 El sensor meteorológico genera una serie de medidas de observación superficiales de la velocidad y la dirección del viento, la presión barométrica, la temperatura del aire, la humedad, así como de la precipitación, vapor de agua precipitable en columna total mismas que son colocadas con observaciones GPS / GNSS (5- 30 minutos) para el registro y el flujo de datos en tiempo real BINEX. 

La transmisión de datos para la mayoría de los sitios TLALOCNet se basa en redes celulares que utilizan módems Sierra Wireless LS300, los cuales son de alto costo”, nos explica la Dra. Márquez.

 

Pero y ¿Cómo contribuye TLALOC-Net al monitoreo, pronóstico, e investigación de sismos en Latino América y México?

Como ya se ha mencionado en diversos foros, los países latinoamericanos compartimos una historia y cultura similar, de la misma forma, un contexto tectónico complicado. A lo largo de la costa del Océano Pacífico, de México a Chile se presenta una subducción debido a las placas Rivera, Cocos, Nazca con altas tasas de sismicidad, similar se presenta en la parte Este de la placa del Caribe que incluye Puerto Rico, La Española, Jamaica, Las Antillas Menores, una parte de Cuba, y varios países de Centroamérica. En la parte de Sud América tenemos la placa del mismo nombre que abarca, esta parte del continente y la porción del Océano Atlántico Sur .

 

Para las ciencia de la tierra, TLALOC-Net mejora los estudios continuos detallados del comportamiento de un terremoto, la tectónica de zonas de subducción y el hundimiento del terreno. La zona de subducción mexicana Jalisco – Chiapas como ya se mencionó, es ideal para estudios geodésicos detallados del ciclo sísmico de subducción, que incluye ruptura cosísmica, rebote postsísmico de falla y rebote viscoelástico, deslizamiento episódico y deformación elástica intersimétrica. TLALOC-Net provee márgenes adicionales en el movimiento de placas de Norteamérica-Pacífico ( DeMets et al., 2014) en una transición crítica de fallas transformantes oceánicas a continentales y también proporciona una gran cantidad de observaciones sobre el ciclo sísmico de subducción.

 

Los temblores  y deslizamientos episódicos, descubiertos por primera vez, hace una década en Cascadia (Rogers y Dragert, 2003; Dragert et al., 2004; Melbourne et al., 2005) y Japón (Obara, 2002; Obara et al., 2004), ahora se están estudiando con la infraestructura geodésica recientemente renovada en México, para mejorar la relación temporal y física, en su caso, con la génesis de los terremotos de poca profundidad, que ponen en peligro a las poblaciones que viven cerca de las principales zonas de subducción en todo el mundo.

Se debe hacer hincapié que ningún método o tecnología actual permite conocer cuando ocurrirá un sismo. Los sismos no se pueden predecir, sabemos que nuestro país se encuentra localizado en un contexto tectónico, donde han acontecido grandes sismos, por lo tanto se pueden presentar en cualquier momento.

El establecer una relación con diferentes grupos de trabajo en América Latina con redes cGPS [1]como TLALOC-Net  obra a favor de un monitoreo  de los peligros a estudiar, así como de los procesos geofísicos observables. Donde se aprovecha para establecer una columna vertebral inicial de las observaciones geofísicas, como plataformas para investigaciones multidisciplinarias enfocadas, traduciendo los avances científicos en beneficios sociales, nos responde la Dra. Márquez.

CUDI, la Red Nacional de Investigación y Educación en México y el proyecto TLALOC-Net

“Al ser la UDG un nodo de interconexión de la dorsal de comunicación  CUDI y albergar el servidor del proyecto TLALOC-Net, tecnológicamente nos encontramos al interior de la infraestructura universitaria, sirviendo además a usuarios CUDI y público en general que pueden acceder a la información, disponible en el acervo TLALOC-Net del proyecto.  http://tlalocnet.udg.mx”, comentó la Dra. Márquez.

“Creo que debemos explicar que CUDI, es la responsable de administrar, promover y desarrollar la Red Nacional de Educación e Investigación (RNEI) de México y aumentar la sinergia entre sus integrantes. Este tipo de redes tiene impacto en el apoyo a investigadores de instituciones miembros de la corporación.

Las redes académicas son impulsores de innovación, en donde se desarrollan diversas pruebas a nivel nacional e internacional que dan como resultado nuevos servicios que facilitan soluciones. De ahí que las redes avanzadas  estimulan la innovación en áreas de investigación y educación.

El poder que tiene una RNEI no solo es la tecnología, son todos aquellos que participan, que se reúnen con sus colegas de tecnología e investigadores para explorar ideas, compartir conocimientos, perfeccionando prácticas y desarrollar proyectos para un bien común”, agrega la Dra. Márquez.

La RNEI proporciona información de ultra velocidad, así como servicios a medida, dedicados a las necesidades de la investigación, por lo que al estudiar un sistema complejo y dinámico como lo es la Tierra nos lleva a tratar de entender el funcionamiento interno de nuestro planeta, por lo menos al área de nuestro interés, que es posible observarlo directamente, a partir de estudios por medio de diversos tipos de sensores GPS, sismómetros según sea la disciplina a desarrollar.

En el caso de TLALOC-Net la información empleando la tecnología GPS proporciona un posicionamiento preciso, milimétrico, que será asimilado en modelos numéricos como los de nivel de acoplamiento entre placas, de deformación volcánica, la predicción en corto plazo de eventos meteorológicos extremos y el análisis de sistemas convectivos, contribuyendo con información indispensable para el estudio, monitoreo y pronóstico de procesos geológicos y atmosféricos severos.

CUDI  a través de los miembros del comité de Redes está colaborando para obtener conectividad en los lugares donde se ubican las estaciones de monitoreo continuo.

Como parte de acciones futuras y para darle continuidad al proyecto la RNEI podría colaborar con la UDG para gestionar ante el Gobierno del Estado de Jalisco para extender la red TLALOCNet, recordando que Jalisco se encuentra dentro de una zona sísmica y se deben prever los posibles riesgos por fenómenos naturales, además de que pueda proveer de otros servicios” Concluye la Dra. Bertha Márquez.


[1]Estaciones de medición continua con GPS

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