En Japón y sus alrededores se produce una décima parte de los terremotos del mundo. Como media hay un terremoto de M7 cada año en Japón, hemos sufrido frecuentes desastres sísmicos incluso desde la antigüedad. La primera recopilación de la historia de las catástrofes naturales (Sugawara 892) fue realizada por Michizane Sugawara , que era el funcionario con más talento del antiguo sistema de estatutos de Japón. Clasificó todo el contenido cronológico de los seis libros de historia de la nación en varios apartados, como desastres naturales, costumbres, budismo y código penal. En su compilación, se incluyeron 23 terremotos destructivos entre los 632 terremotos que se sintieron en algún lugar de Japón para el período comprendido entre el 416 ad y el 887 ad.
Cuando el gobierno moderno japonés comenzó en 1868, muchos profesores extranjeros fueron invitados a Japón, principalmente a Tokio (Fig. 1). Era inevitable que la alta sismicidad alrededor de Tokio, donde se produce un terremoto sentido una vez cada pocos meses como mínimo, hiciera que aquellos científicos extranjeros invitados se interesaran por los terremotos. Después de que en 1880 se produjera cerca de Tokio un terremoto de destrucción moderada, denominado terremoto de Yokohama (M5,8), se creó en Tokio la primera sociedad académica del mundo dedicada a la investigación de los terremotos, la Sociedad Sismológica de Japón (SSJ), bajo la dirección de John Milne , que vino a enseñar tecnología minera desde Gran Bretaña, pero se convirtió en sismólogo en Japón. El primer presidente de la sociedad fue Ichizo Hattori , que escribió el primer artículo moderno sobre sismología histórica incluso antes de que se estableciera la sociedad (Hattori 1878).
Nombres de lugares en Japón y sus alrededores. Se muestran las ciudades, distritos y otros lugares en este documento
En 1891, el terremoto de Nobi (M8.0) destruyó las estructuras más modernas de la época, como los edificios de ladrillo y los puentes del ferrocarril alrededor de Nagoya. Gracias al esfuerzo de Dairoku Kikuchi y otros, en 1892 se creó el Comité de Investigación de Terremotos, y el estudio de los terremotos históricos se especificó en el segundo de los 18 puntos de la lista de asuntos del comité.
Desde el siglo XIX, la investigación moderna sobre sismología histórica ha continuado en Japón. En 1984 se creó la Sociedad de Estudios Sísmicos Históricos, que actualmente cuenta con más de 300 miembros y publica la revista científica una vez al año. Aquí repasamos brevemente la historia de la sismología histórica japonesa y los logros alcanzados en la actualidad.
Antes del terremoto de Kanto de 1923
El primer trabajo moderno de sismología histórica (Hattori 1878) se inspiró en la discusión del autor con Heinrich Edmund Naumann , que era un geólogo alemán. Dado que Hattori fue educado como samurái a principios de la época moderna, y luego obtuvo la licenciatura en ciencias en el Rutgers College de Estados Unidos, no sólo podía leer con fluidez los documentos históricos originales, sino también realizar un análisis rudimentario. Enumeró 149 terremotos destructivos a partir de 34 materiales históricos bastante fiables para el período comprendido entre el 416 ad y 1872.
Al mismo tiempo, Naumann también escribió un artículo sobre los terremotos históricos en Japón (Naumann 1878). Poco después de llegar a Tokio en 1875, se interesó por los terremotos y recopiló 20 libros sobre terremotos, publicados en su mayoría en los siglos XVIII y XIX en Japón. Enumeró 213 terremotos en el periodo comprendido entre el año 416 y 1872. También estimó las zonas dañadas por tres grandes terremotos ocurridos a mediados del siglo XIX. Dado que los libros que utilizó fueron compilados en su mayoría en la era Edo, era natural que su lista estuviera más contaminada por falsificaciones y duplicaciones que la de Hattori. Se basó únicamente en materiales secundarios para el periodo antiguo y medieval sin darse cuenta. Sin embargo, la discusión que hizo sobre sismología histórica en ese trabajo mostró vívidamente su talento como científico tanto como sus trabajos sobre geología. Después de la fundación de la SSJ, Milne (1881, 1882) enumeró 366 terremotos para el período comprendido entre el 295 a.C. y el 1872 d.C. a partir de 64 documentos. Sin embargo, su lista se aleja bastante de la de Hattori y Naumann, ya que la recopiló sin distinción de mitos y hechos, ni consistencia entre los materiales.
Hatasu Ogasima también hizo una lista de terremotos históricos (Ogashima 1894). Era ingeniero de la Oficina de Minas, pero su jefe le envió a la Oficina de Estadística para que se recuperara de su tuberculosis pulmonar. Como la Oficina de Historiografía estaba al lado de la Oficina de Estadística, leyó extensamente 213 documentos históricos originales reunidos en la Oficina de Historiografía por aquel entonces, y recopiló dos libros: la historia alimentaria de Japón y la historia de los desastres de Japón. Fue el «Sugawara de la era Meiji». Los primeros funcionarios del gobierno de Meiji, como Hattori y Ogashima, tenían la formación cultural básica sobre los clásicos chinos y japoneses de la primera época moderna, además de la educación superior de Occidente en su adolescencia. Habían aprendido las habilidades necesarias para la sismología histórica de forma muy natural.
Cuando se fundó el Comité de Investigación de Terremotos en 1892, Minoru Tayama , que era historiador y personal de la Oficina de Historiografía, fue asignado para recopilar materiales históricos relacionados con los terremotos a partir de documentos reunidos para la historiografía nacional. Publicó 1201 páginas de registros históricos de terremotos a partir de 465 documentos históricos importantes obtenidos hasta entonces (Tayama 1904). Esas páginas impresas en tipografía son ahora descifrables en OCR. Como Seikei Sekiya , que fue el primer profesor de sismología del mundo, supervisó la recopilación de Tayama, dejó una lista de terremotos (Sekiya 1899). La lista de Sekiya fue terminada en realidad por Fusakichi Omori , y contiene 1898 terremotos percibidos para el período comprendido entre el 416 ad y el 1865. Después de que Tayama terminara la recopilación, Omori (1913, 1919) seleccionó 166 grandes terremotos para el período comprendido entre el 416 ad y 1872, y resumió los daños de esos grandes eventos.
Después del terremoto de Kanto de 1923
Cuando el terremoto de Kanto de 1923 (M7.9) destruyó gravemente Yokohama y Tokio, Kinkichi Musha , que era profesor de inglés en una escuela secundaria y participaba en la recopilación de palabras para el diccionario inglés-japonés, cambió su objetivo de recopilación de palabras en inglés a los materiales históricos relacionados con los terremotos. Desde 1928, Torahiko Terada , que era el famoso físico y ensayista, alentó el esfuerzo de Musha. Terada desempeñó un papel decisivo en la creación del Instituto de Investigación de Terremotos (ERI), y fue considerado como el padre afectuoso de los jóvenes científicos del ERI. Tras el fallecimiento de Terada, Akitsune Imamura apadrinó a Musha. Recopiló principalmente información de los documentos disponibles en la biblioteca imperial de Ueno, en Tokio, donde la mayoría de los materiales históricos se reunían en los antiguos colegios de clanes para samuráis en la era Edo. Añadió su compilación a la de Tayama, y las publicó en impresión mimeográfica. El primer volumen (Musha 1941) se publicó antes de que comenzara la Guerra del Pacífico, y su calidad no era mala. La calidad de la impresión y del papel del segundo y tercer volumen (Musha 1943a, b) fue muy pobre debido a la falta de suministros en Japón, incluso 2 años antes del final de la guerra. A menudo es muy difícil de interpretar incluso en su impresión original.
El terremoto de Fukui de 1948 (M7.1) causó daños devastadores en la cuenca de Fukui. El Cuartel General, el Comandante Supremo de las Potencias Aliadas (GHQ) comenzó a prestar atención a los terremotos en Japón. Takahasi (1951) estimó el riesgo de tsunami en la costa del Pacífico de Japón, y Kawasumi (1951) previó las aceleraciones máximas debidas a los terremotos para el próximo siglo. Para realizar sus estudios, era necesario el catálogo de terremotos históricos. GHQ animó a Musha a publicar el catálogo histórico de terremotos. Por primera vez, tras el fallecimiento de Imamura, Musha consiguió los fondos para publicar el último volumen de su recopilación en impresión tipográfica (Musha 1951c). En este volumen, Musha añadió la lista de 8953 terremotos y erupciones sentidas en Japón y Corea para el período comprendido entre el 2 ad y 1867, y la lista de 190 terremotos destructivos en Japón para el período comprendido entre el 599 ad y 1872. También publicó el catálogo de 257 terremotos históricos en Japón y sus alrededores para el mismo periodo, que dejó Imamura, en impresiones mimeográficas (Musha 1950a, b, c, d, e, f, 1951a, b, 1953a, b). Kawasumi (1951) modificó ese catálogo y utilizó 251 terremotos históricos. Estimó 167 epicentros y 236 magnitudes de su escala (Mk) entre esos eventos (Figs. 2, 3).
Número de terremotos históricos listados en cada trabajo. 1951 c/epi y 2013 c/epi muestran el número de terremotos cuyos epicentros se estimaron en Kawasumi (1951) y Usami et al. (2013), respectivamente. Cada número muestra el número de eventos de los períodos antiguo, medieval y moderno temprano, respectivamente. Políticamente, el período moderno temprano de Japón terminó en 1868. Sin embargo, se suele utilizar 1872 como último año de terremotos históricos en Japón, ya que para este año es necesaria la conversión del calendario lunar al gregoriano. El gobierno Meiji cambió el calendario lunar por el solar a principios de 1873
Distribución de los epicentros de los terremotos destructivos en Japón desde 679 ad hasta 1872 en la última lista de Usami y la lista de Kawasumi. Los círculos rojos son epicentros de 214 eventos de Usami et al. (2013). Los círculos azules son epicentros de 167 eventos de Kawasumi (1951). Mk se transforma a la magnitud habitual (M)
Después del terremoto de Niigata de 1964
El terremoto de Niigata de 1964 (M7,5) destruyó los nuevos puentes sobre el río Shinano, incluido el gran puente Showa, que se terminó de construir solo 2 semanas antes del terremoto, mientras que el puente Bandai construido en 1929 sobrevivió. Este terremoto no sólo desencadenó la creación de un sistema de seguro contra terremotos para las viviendas en Japón, sino que también impulsó el inicio del programa de investigación para la predicción de terremotos propuesto en 1963. En 1965, el programa japonés para la predicción de terremotos comenzó con un pequeño presupuesto.
En 1976, Katsuhiko Ishibashi advirtió que un gran terremoto era inminente alrededor de la bahía de Suruga a partir del estudio sobre el terremoto de Ansei Tokai de 1854 (M8.4) (Ishibashi 1976). Su advertencia elevó la sismología histórica a un punto importante del programa. Por primera vez, después de 70 años desde que Tayama terminara su recopilación, se inició la actividad de recopilación de documentos históricos sobre terremotos para sismólogos con la colaboración de la Oficina Historiográfica de la Universidad de Tokio. Tatsuo Usami, del ERI, se encargó de ello. Aunque era un sismólogo teórico, recopiló enérgicamente una gran cantidad de documentos locales conservados en viejos almacenes de antiguos jefes de aldea y grandes comerciantes de principios de la época moderna. Publicó materiales recopilados en imprenta tipográfica (ERI 1981, 1982a, b, 1983a, b, 1984a, b, 1985a, b, 1986a, b, 1987a, b, 1988, 1989a, b, 1993, 1994). También editó una lista completa de los terremotos destructivos de Japón una vez por década desde 1975 (Usami 1975, 1987, 1996, 2003, 2013; Figs. 2, 3). También continuó la compilación y los publicó en la misma forma (Usami 1998, 1999, 2002, 2005, 2008, 2012) después de su retiro.
La acumulación de materiales históricos compilados desde Tayama (1904) hasta Usami (2012) es ahora de 27.759 páginas en 35 libros de estilo impreso. Los actuales sismólogos japoneses no tienen que esforzarse en leer escrituras cursivas ni caracteres de formato lineal para estudiar los terremotos históricos. Sin embargo, tenemos que volver al original cuando la investigación requiere la crítica del material.
Una gran cantidad de materiales históricos modernos tempranos relacionados con los terremotos permitió a Itoko Kitahara establecer el estudio de la historia de los desastres, que es la investigación de las humanidades sobre el proceso de reconstrucción social después de los desastres históricos y el impacto de los desastres a la sociedad. Descubrió que, tras una catástrofe, aparecía un paraíso para los pobres supervivientes, ya que su gobernante preparaba los alimentos y las viviendas de emergencia a principios de la época moderna (por ejemplo, Kitahara 1983). Ichiro Kayano se embarcó en el análisis de terremotos menores con materiales locales recogidos por Usami (Kayano 1987). Mientras que los grandes terremotos famosos fueron analizados repetidamente por varios investigadores, los eventos más pequeños fueron olvidados incluso por la sociedad local. Los materiales locales nos permiten revelar los detalles de esos eventos más pequeños.
Takahiro Hagiwara introdujo la investigación interdisciplinaria para la evolución de la sismología histórica. Formó un grupo de expertos en historia, geología, geografía e ingeniería, además de la sismología. Las críticas materiales de los historiadores y las comprobaciones de los vestigios por parte de los geólogos y geógrafos fueron especialmente eficaces para algunos terremotos antiguos y medievales. Revelaron que algunos eventos son falsos. Revisaron los epicentros y las magnitudes de algunos terremotos históricos (por ejemplo, Hagiwara 1982, 1989, 1995). Para la época antigua y medieval, Ishibashi (2009) formó el grupo interdisciplinario de sismólogos, vulcanólogos, historiadores y científicos de la información en 2003 para hacer recensiones de 683 páginas del primer volumen de la compilación de Musha (Musha 1941) y ponerlas en la base de datos disponible a través de la web. Aunque la base de datos no se ha completado y no contiene compilaciones de otros, la versión beta ya está disponible en Internet.
Después del desastre del terremoto de Hanshin-Awaji de 1995
En 1995, una parte del grupo de fallas activas del monte Rokko se activó, y el terremoto de M7,3 causó el devastador desastre en Kobe y las ciudades vecinas. En el gobierno (ahora adscrito al Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón: MEXT) para evaluar el riesgo sísmico en todo Japón. Comenzaron a mejorar diversas observaciones sísmicas y geodésicas en todo el país. En la actualidad, se miden las intensidades sísmicas de la escala de la JMA (Fig. 4) en más de cuatro mil lugares de todo el país. Debido a la configuración tectónica de Japón (Fig. 5), se producen terremotos de diferentes tipos en Japón y sus alrededores a distintas profundidades. Los densos datos actuales de las intensidades sísmicas en Japón nos proporcionan información útil sobre las distribuciones de la intensidad sísmica para los terremotos de lugar, tipo y profundidad conocidos (Fig. 6). Nos permite no sólo distinguir la profundidad y el tipo de terremotos, sino también estimar la magnitud adecuada teniendo en cuenta la influencia de la estructura en la distribución de la intensidad sísmica.
Relación entre la escala de intensidad sísmica de la JMA y la escala de intensidad de Mercalli modificada (modificada de Utsu 1966). El valor medido en el centro es la salida del medidor de intensidad sísmica (por ejemplo, JMA 2016). La salida del medidor de intensidad sísmica tiene hasta un decimal. La explicación detallada de la escala de intensidad sísmica de la JMA en inglés se encuentra en JMA (2016)
Varios tipos y profundidades de terremotos en Japón y sus alrededores. Los terremotos muy superficiales se producen en las fallas activas o cerca de las zonas volcánicas activas. En una falla activa de Japón, se produce un terremoto de M7 aproximadamente una vez cada 1.000 o varios miles de años. Los terremotos poco profundos de tipo de empuje entre placas se producen en los límites de las placas a lo largo de las fosas y las depresiones del lado del Pacífico de Japón. Un terremoto de M8 se produce aproximadamente una vez cada 100 años y hasta unos pocos cientos de años en una de esas secciones. Cerca del ascenso exterior de la placa oceánica se producen terremotos intraplaca de tipo falla normal a poca profundidad. Los terremotos intraplaca de profundidad intermedia se producen en la losa de subducción justo debajo del archipiélago de Japón. Dado que la caída de tensión del terremoto intraplaca es mayor que la del terremoto interplaca, se sienten ondas de corto período más fuertes en sitios remotos
Ejemplos de distribuciones de intensidades sísmicas para varios tipos y profundidades de terremotos de las magnitudes similares. a Ejemplo del terremoto poco profundo interplaca (2005 Ago 16 M7.2). b Ejemplo del terremoto de profundidad intermedia intraplaca (2003 May 26 M7.1). c Ejemplo del terremoto muy superficial (2008 June 14 M7.2). El tamaño del área de intensidad 5 y superior del JMA en a es casi igual al de c, mientras que el de b es mucho mayor, aunque la magnitud del evento de b es la más pequeña. En a y b, las áreas de intensidad JMA 3 y mayores se extienden en dirección paralela a la zanja (la dirección vertical de la figura), ya que las ondas de alta frecuencia se han propagado a través de la losa. Aunque las intensidades en los lugares cercanos a la zona de la fuente son las más elevadas en c, las áreas de las intensidades más bajas fueron menores que las de a y b. El área de intensidad 2 de a en la parte suroeste de Japón es la más grande. Todas estas características reflejan la diferencia en la cantidad de caída de tensión dependiendo del tipo de fuente sísmica, la diferencia en la estructura que las ondas sísmicas han propagado, y la diferencia en la tasa de cambio en las distancias hipocentrales en la superficie del suelo debido a la profundidad de la fuente
A los terremotos históricos sólo se les han asignado epicentros y magnitudes a partir de simples mapas isoseismales. Como parte de la promoción de HERP, empezamos a analizar sistemáticamente los terremotos históricos para hacer un catálogo de hipocentros y magnitudes con la ayuda de los densos datos de intensidades sísmicas acumulados después de 1995. Si podemos identificar con precisión cada ubicación de las intensidades sísmicas de un terremoto histórico que queda en los documentos históricos, podemos estimar la profundidad y el tipo de ese evento por comparación con las distribuciones de las intensidades sísmicas de los eventos similares recientes. Desde 1997, hemos acumulado las intensidades sísmicas de 169 terremotos destructivos que se produjeron entre 1586 y 1884, desde el inicio del período moderno hasta el comienzo de la medición moderna de las intensidades sísmicas por parte del gobierno de Meiji. Ya hemos estimado las intensidades sísmicas de 8700 lugares para 134 terremotos, que son cuatro quintas partes de los eventos objetivo (Fig. 7). Además de los lugares, también revelamos las zonas dañadas de muchos terremotos. Con esos datos, estimamos las magnitudes, los epicentros y las profundidades de 134 eventos (Fig. 8).
Intensidades sísmicas estimadas de 8700 lugares para 134 terremotos en el periodo de 1586 a 1872. Se utiliza la escala de intensidad JMA (0-7, Fig. 4). Los hipocentros de estos eventos se muestran en la Fig. 8
Hipocentros de 134 terremotos examinados en el periodo de 1586 a 1872. Para los eventos de M7,5 o mayores, se muestran las regiones de origen, excepto para los eventos de 1605 y 1614, cuyas áreas de origen no están claras y se mostraron epicentros tentativos en la parte oriental de la depresión de Nankai. El tamaño del símbolo es mayor para un evento más grande M. El color del símbolo es más cálido para un evento menos profundo
El examen preciso de las distribuciones de intensidad de algunos grandes terremotos históricos reveló las importantes diferencias entre algunos grandes terremotos interplaca, que se creía que se repetían en la misma área de origen, y que se pensaba que eran terremotos típicos característicos. Se cree que la zona focal del terremoto de Taisho Kanto de 1923 (M7,9: véase en el «Apéndice» el nombre de los grandes terremotos japoneses) es un subconjunto occidental de la zona focal del terremoto de Genroku de 1703 (M8,1). Sin embargo, las intensidades en el suroeste de Japón y en lugares de la península de Izu del evento de 1703 son menores que las de 1923. Revelamos que la parte más occidental del área fuente de 1923 no se movió en 1703 (Fig. 9; Matsu’ura y Nakamura 2016). Se ha pensado que el área focal del terremoto de Hoei de 1707 (M8,6) es la simple suma de las áreas focales de los terremotos de Ansei Tokai (M8,4) y Ansei Nankai (M8,4) de 1854. Sin embargo, las menores intensidades alrededor de la bahía de Suruga, además de las menores intensidades del distrito de Kanto en 1707, muestran que las sacudidas en esas zonas son más débiles que las de 1854, aunque la magnitud del evento de 1707 es mayor (Fig. 10; Matsu’ura et al. 2011a, b). Los movimientos de la corteza en las regiones al este del lago Hamana, y la parte suroeste de Shikoku también fueron menores en 1707 que los de 1854 (por ejemplo, Shishikura y Namegaya 2011; Matsu’ura et al. 2011a, b). Los extremos oeste y este del área focal del terremoto de Hoei de 1707 son diferentes de los dos extremos del área combinada de los dos terremotos de Ansei de 1854. Estos ejemplos nos indican que incluso estos grandes eventos interplaca no se producen exactamente en la misma área focal en cada momento. Las áreas focales reales varían en función del tiempo. Deberíamos ser muy cuidadosos a la hora de prepararnos para el próximo evento y no deberíamos esperar que sólo se produzcan los mismos fenómenos de algunos eventos históricos la próxima vez.
Distribución de la intensidad del terremoto de Genroku de 1703 (M8,1) y del terremoto de Taisho Kanto de 1923 (M7,9). Ambos terremotos se produjeron a lo largo de la fosa de Sagami. Intensidades de 1703 según Matsu’ura y Nakamura (2016), y las de 1923 según JMA (1969). Las intensidades en el oeste de la península de Izu son aparentemente menores que las de 1923. Las intensidades en las áreas alrededor de Kioto y Osaka de 1703 también son menores que las de 1923, aunque consideremos la diferencia de los tiempos de ocurrencia de estos eventos. Véase la Fig. 1 y el «Apéndice» para los nombres de lugares y terremotos
Distribución de la intensidad del terremoto de Hoei de 1707 (M8,6) y de los terremotos de Ansei Tokai (M8,4) y Ansei Nankai (M8,4) de 1854. Estos terremotos se produjeron a lo largo de la Fosa de Nankai. Las intensidades de 1707 son según Matsu’ura et al. (2011a, b), y las de 1854 son intensidades estimadas de 4 y mayores para regiones como ciudades y pueblos (Usami y Daiwa 1994) en lugar de lugares puntuales. En el caso de 1854, las mayores intensidades de los terremotos de Tokai o Nankai se representan en la capa superior. Véase la Fig. 1 y el «Apéndice» para los nombres de lugares y terremotos
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