Ciencias de la Tierra

Descubren una forma inesperada de detectar tsunamis: los rayos cósmicos

Investigadores japoneses pudieron detectar enormes olas marinas utilizando un registrador de partículas cósmicas llamadas muones

Los rayos cósmicos ayudarán a prevenir tsunamis: la primera detección alcanzó una elevada precisión.

Los rayos cósmicos ayudarán a prevenir tsunamis: la primera detección alcanzó una elevada precisión. / Crédito: Noel_Bauza en Pixabay.

Pablo Javier Piacente

Utilizando un avanzado detector de muones, partículas de alta energía que se forman cuando los rayos cósmicos ingresan a nuestro planeta, investigadores japoneses lograron identificar con precisión un tsunami. La clave es el comportamiento de los muones, que parecen “enloquecer” y cambiar su dinámica cuando registran un movimiento inesperado en el nivel del mar.

Un nuevo estudio de científicos de la Universidad de Tokio, en Japón, muestra que hay otra forma de detectar tsunamis: con un detector de muones, partículas elementales altamente energéticas que se crean a medida que los rayos cósmicos llegan desde el espacio. La detección ocurrió en tiempo real y demostró ser muy precisa, abriendo un nuevo campo para la predicción de estos fenómenos, que pueden derivar en cuantiosas pérdidas humanas y materiales.

Muones que detectan tsunamis

Las partículas altamente energéticas denominadas muones están presentes en forma constante en la atmósfera, e incluso atraviesan objetos masivos con facilidad. Se forman al mismo tiempo que los rayos cósmicos viajan desde distintos puntos del cosmos e ingresan en nuestro planeta. En un par de minutos, aproximadamente 100.000 muones pasan por nuestros cuerpos, pero según los especialistas esto no conlleva ninguna consecuencia negativa para la salud humana. Por el contrario, todo indica que los muones pueden ser incluso más positivos de lo pensado: hasta servirían para predecir tsunamis. 

De acuerdo a una

nota de prensa

, un equipo de científicos liderados por el profesor Hiroyuki Tanaka ha explorado múltiples aplicaciones para los muones. Los han empleado para observar el interior de los volcanes o para detectar evidencias de antiguos terremotos, entre otros ejemplos. Ahora, Tanaka y su equipo internacional de investigadores se ha concentrado en cómo podrían ser utilizados los muones en relación con los fenómenos meteorológicos, concretamente en el caso de los tsunamis.

Un tsunami es una ola gigante o una serie de grandes olas que se producen en una masa de agua, cuando es empujada violentamente por una fuerza que la desplaza de manera vertical. Entre las causas que originan un tsunami se encuentran los seismos, las erupciones volcánicas, un deslizamiento masivo de tierra o la caída de meteoritos en el mar. En cualquiera de estos casos, se produce una desestabilización de la masa de agua, que comienza a moverse en forma de ondas e inicia el tsunami.

Un sensor de rayos cósmicos y de muones tiene el potencial de detectar antes de tiempo estas ondas, previniendo de esta forma el impacto de un tsunami. El detector profundo submarino hiperkilométrico, llamado TS-HKMSDD y ubicado en la bahía de Tokio, es el primer observatorio submarino de muones del mundo: logró detectar una actividad variable de muones durante un tsunami que ocurrió en Japón en septiembre de 2021.

Muones que enloquecen

Según explican los científicos en su estudio, publicado recientemente en la revista Scientific Reports, la precisión de la detección realizada significa que es posible usar datos muográficos para modelar con exactitud los cambios en el nivel del mar, avanzando sobre otros métodos menos precisos o que tienen más inconvenientes para identificar estos complejos fenómenos.

¿Cómo se concretó la detección? En el caso del tsunami en Japón, a medida que el enorme oleaje se movía hacia la bahía de Tokio, comenzaron a suceder cambios casi imperceptibles a un nivel microscópico. Las partículas de muones atmosféricos, generadas por los rayos cósmicos del espacio profundo, estaban ligeramente más dispersas y caóticas debido al volumen adicional de agua, marcando una diferencia con respecto a su comportamiento habitual. Al mismo tiempo, los científicos comprobaron que la cantidad de muones que pasaban por la bahía de Tokio variaba a medida que se “hinchaba” el océano.

Todo indica que la detección de tsunamis

mediante muones promete ser más rápida, económica y fácil de mantener que otros enfoques utilizados actualmente. Los investigadores japoneses destacaron que gracias el éxito conseguido con las primeras pruebas, ya se están probando sistemas similares en el Reino Unido y Finlandia.

Referencia

Periodic sea-level oscillation in Tokyo Bay detected with the Tokyo-Bay seafloor hyper-kilometric submarine deep detector (TS-HKMSDD)

. Tanaka, H.K., Aichi, M., Balogh, S.J. et al. Scientific Reports (2022). DOI:

https://doi.org/10.1038/s41598-022-10078-2