Académico UNAB participa en investigación internacional que descubre vínculo entre la radiación cósmica y la sismicidad de la Tierra

“Todo esto se remonta al terremoto del 2010”, cuenta Jilberto Zamora, académico del Departamento de Ciencias Físicas de la Universidad Andrés Bello e investigador asociado del Instituto Milenio SAPHIR alojado en la misma casa de estudios. El profesor Zamora recuerda que, en medio de la oscuridad de esa noche en Putaendo, mientras la tierra se sacudía vio unas luces azules en el cielo que llamaron su atención. Años después viajó a Rusia como investigador postdoctoral, y le comentó a Piotr Homola, experto en radiación cósmica, lo que había visto: “Evidentemente había sido un fenómeno electromagnético, porque es luz, y la luz es una onda electromagnética. Entonces le pregunto, ¿qué pasará con los rayos cósmicos?”.

Ese fue el punto de partida para la investigación descrita en el paper “Observation of large scale precursor correlations between cosmic rays and earthquakes with a periodicity similar to the solar cycle”, desarrollada por parte del proyecto internacional CREDO (Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory), iniciado en 2016 por el Instituto de Física Nuclear de la Academia de Ciencias de Polonia (IFJ PAN) en Cracovia.

El texto fue publicado en el Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, con el físico investigador y coordinador de CREDO, Piotr Homola, como primer autor, y el profesor Zamora entre el grupo de investigadores que participaron en su desarrollo.

En palabras simples, la investigación logró demostrar que existe un vínculo entre los cambios en el flujo de los rayos cósmicos secundarios que llegan a la Tierra y la sismicidad de nuestro planeta. Esto no significa que los investigadores hayan establecido una relación de causa y efecto entre ambos fenómenos, sino una correlación.

Jilberto Zamora, académico UNAB y uno de los fundadores del proyecto CREDO, es enfático en señalar que la naturaleza del origen de esta correlación aún es desconocida. “Se puede suponer que tal resultado podría ser la prueba de una posible conexión entre los mecanismos físicos responsables de los cambios en el dínamo de la Tierra y los terremotos”, indica.

“Es muy interesante, porque es un fenómeno que no estaba correlacionado”, señala el profesor, agregando que “tenemos una base estadística suficiente para decir que esto es un descubrimiento”. Y uno que abre la puerta a muchas posibilidades, hasta ahora inexploradas, para abordar uno de los fenómenos naturales que más daño genera en Chile y el mundo.

Rayos y terremotos

La hipótesis de la investigación se basa en que el núcleo de la Tierra, que vendría a ser como el cuesco del planeta, es una esfera enorme de hierro fundido, líquido, que está rotando permanentemente. “Al girar el núcleo de hierro, se generan corrientes eléctricas gigantes, las que a su vez generan el campo magnético que rodea a la Tierra”, explica Zamora, agregando que este es el fenómeno conocido como efecto dínamo.

Este campo magnético funciona como un escudo que protege al planeta de las partículas cargadas eléctricamente que llegan desde fuera de la Tierra, y que, debido a su origen extraterrestre, se denominan rayos cósmicos. Una parte importante de estos rayos provienen del Sol, porque es una estrella que está muy cerca y que produce muchas partículas cargadas.

Otra característica de los rayos cósmicos es que al ser cargados eléctricamente son sensibles al campo magnético terrestre, y por lo tanto son desviados por este escudo. Los rayos cósmicos denominados primarios son los que llegan a la alta atmósfera y a medida que interactúan con esta se van desintegrando, produciendo lo que los científicos denominan rayos cósmicos secundarios, que son los que logran llegar hasta la superficie terrestre.

“El flujo de rayos cósmicos secundarios que se puede medir en un punto sobre la Tierra tiene una periodicidad bien conocida, dado los ciclos magnéticos solares”, explica el académico e investigador de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNAB.

“Lo que hicimos, grosso modo, fue revisar los datos de ocurrencia de los terremotos y los contrastamos con los datos de flujo de rayos cósmicos y, aunque parezca magia, como dos semanas antes de un evento sísmico observamos anomalías importantes en el flujo de los rayos cósmicos”, detalla.

“El problema es que no sirve como herramienta predictora porque es un fenómeno global”, sostiene, es decir, los investigadores lograron establecer que un par de semanas después de que se registran anomalías en el flujo de rayos cósmicos secundarios puede haber un sismo de magnitud 4 o más sobre la faz de la Tierra, pero no saben dónde.

Un descubrimiento sólido

Para establecer esta correlación, los científicos se basaron en cientos de miles de datos de rayos cósmicos alrededor del mundo y los compararon con los datos de las estaciones sismográficas. En la ciencia, un descubrimiento se denomina como tal cuando el nivel de confianza estadística de los datos corroborantes alcanza cinco sigma, es decir, alrededor de una posibilidad entre un millón de que los hallazgos sean solo el resultado de una casualidad o del azar.

En este caso, los investigadores obtuvieron más de seis sigma, lo que significa una probabilidad mucho menor (de uno en quinientos millones) de que esto se deba simplemente al azar.

Por ahora, la investigación sigue su curso. “Actualmente, en el laboratorio del Centro Teórico Experimental de Física de Partículas, CTEPP UNAB, estamos desarrollando nuestros propios detectores de rayos cósmicos secundarios para incrementar los datos disponibles en Chile y verificar localmente esta correlación”, cuenta Jilberto Zamora, académico investigador UNAB.