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Magnitude Compression at Two Completeness Thresholds and the Likelihood of Large Earthquakes: Pre-registered Tests of Blue-Dominance and Red-Persistence Rules

Este estudio preregistrado que analiza catálogos de terremotos de Japón, Chile y Turquía encontró que, si bien una regla de "dominancia azul" (donde la compresión de magnitud en un umbral inferior excede la del umbral superior) identificó con éxito períodos de reducción significativa en la probabilidad de grandes terremotos, ninguna de las reglas probadas pudo predecir de manera confiable el acercamiento de grandes terremotos.

Autores originales: RamaKrishna Pasupuleti

Publicado 2026-09-30

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CC BY 4.0

Autores originales: RamaKrishna Pasupuleti

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

Los terremotos son la forma en que el planeta libera el estrés acumulado a lo largo de las grietas en su corteza, y durante más de un siglo, los científicos han estudiado los catálogos de cada temblor registrado por instrumentos sensibles. Estos registros contienen una vasta cantidad de datos, enumerando el tiempo, la ubicación y la fuerza de millones de eventos, desde los más tenues estremecimientos apenas sentidos por los humanos hasta las rupturas masivas que remodelan los paisajes. Un desafío central en este campo es distinguir el ruido de fondo de la actividad sísmica diaria de los patrones específicos que podrían señalar que un terremoto grande y peligroso es inminente. Si bien está bien establecido que los terremotos tienden a agruparse en el tiempo y el espacio, con sacudidas menores que suelen seguir a las mayores, encontrar una señal fiable de corto plazo para un evento importante ha seguido siendo elusivo. La mayoría de las señales propuestas han fallado al ser probadas rigurosamente contra nuevos datos, dejando a la comunidad científica sin un método dependiente para predecir cuándo el suelo volverá a sacudirse violentamente.

En un estudio reciente, un investigador se propuso probar una idea específica sobre cómo cambia el tamaño de los terremotos a lo largo del tiempo, utilizando un método diseñado para evitar los errores comunes de buscar patrones después de que estos ya han aparecido. El estudio se centró en tres regiones distintas conocidas por su actividad sísmica: la península de Noto en Japón, la región de Iquique en Chile y el área de Kahramanmaras en Turquía. El investigador examinó la relación entre dos formas diferentes de medir la "compresión" de las magnitudes de los terremotos. Una medición observaba todos los terremotos mayores de una magnitud de 1.5, que son frecuentes y pequeños, mientras que la otra observaba solo aquellos mayores de 3.0, que son más raros y energéticos. Al rastrear estas dos mediciones una al lado de la otra a lo largo del tiempo, el investigador probó tres reglas específicas para ver si podían predecir cuándo ocurriría un terremoto grande dentro de los próximos tres meses. Para asegurar que los resultados no fueran un golpe de suerte, las reglas fueron escritas y bloqueadas con una marca de tiempo digital antes de que se analizara cualquier dato, una práctica conocida como prerregistro que evita que los científicos cambien sus criterios después de ver los resultados.

El estudio encontró que una de las tres reglas ofreció una visión clara y estadísticamente significativa, mientras que las otras dos no lo hicieron. La regla exitosa involucró un periodo en el que la medición de los terremotos más pequeños y frecuentes se mantuvo consistentemente más alta que la medición de los más grandes y raros. Cuando esta "dominancia azul" ocurría, es decir, cuando la curva de los eventos pequeños se mantenía por encima de la curva de los eventos grandes sin interrupción, la probabilidad de un terremoto mayor en los siguientes 90 días caía drásticamente. En las tres regiones estudiadas, este estado fue seguido por un terremoto grande solo aproximadamente una quinta parte de las veces que en un día promedio. Este resultado se mantuvo cierto incluso después de que los investigadores tomaran en cuenta el número total de terremotos ocurriendo en el área, sugiriendo que el patrón de tamaños, más que el mero volumen de actividad, portaba la información. El hallazgo implica que cuando el suelo está produciendo temblores pequeños que son muy uniformes en tamaño, sin que los eventos más grandes se vuelvan igualmente uniformes, la región se encuentra en una fase de calma donde una ruptura mayor es poco probable.

Por el contrario, el estudio descartó explícitamente la idea de que un aumento en los terremotos más grandes pudiera servir como una señal de advertencia. Una de las reglas probadas sugería que si la curva de los terremotos más grandes cruzaba por encima de la curva de los más pequeños repetidamente, o si se mantenía por encima durante una semana o más, un terremoto grande sería más probable que siguiera. Los datos mostraron que, si bien los cruces repetidos sí se correlacionaban con una mayor actividad, esto era simplemente porque el área ya estaba ocupada con muchos terremotos, no porque el patrón en sí predijera un evento grande. Del mismo modo, cuando la curva de los terremotos más grandes se mantuvo por encima de la más pequeña durante al menos siete días, no precedió de manera confiable a un gran sismo. De hecho, solo cuatro de los catorce terremotos grandes analizados en el estudio fueron precedidos por tal periodo sostenido. Este resultado desafía la noción intuitiva de que un largo tramo de sacudidas uniformes y de alta energía señala que la corteza está acumulando el estrés necesario para una liberación masiva.

Los investigadores fueron cuidadosos en notar que sus hallazgos se basan en un número relativamente pequeño de terremotos grandes —quince en total en las tres zonas— y que los resultados necesitan ser confirmados en conjuntos de datos independientes que no formaron parte de este análisis inicial. El estudio no pretende haber resuelto el problema de la predicción de terremotos, ni ofrece una herramienta que pueda decirle a la gente exactamente cuándo evacuar. En cambio, identifica una condición específica donde el riesgo de un terremoto mayor es significativamente menor de lo habitual. Esta distinción podría ser prácticamente útil para los gestores de emergencias y científicos, ayudándoles a identificar periodos cuando el monitoreo de rutina es suficiente, en lugar de cuando es necesaria una alerta intensificada. Al congelar las reglas y el código utilizados en el estudio, el investigador ha hecho posible que otros prueben estos mismos patrones en nuevos datos de Japón y California, asegurando que el proceso científico continúe refinando nuestra comprensión de cómo se comporta la tierra antes de sacudirse.

Resumen Técnico: Compresión de Magnitud en Dos Umbrales de Completitud y la Probabilidad de Grandes Terremotos

Planteamiento del Problema
Los catálogos sísmicos contienen vastas cantidades de datos, sin embargo, pocas estadísticas derivadas han demostrado una capacidad de pronóstico a corto plazo reproducible para grandes terremotos. Se han propuesto indicadores como los cambios en el valor- $b$ , la quiescencia sísmica y la liberación acelerada de momento, pero estos suelen fallar cuando se someten a pruebas pre-registradas contra datos independientes. La fuente dominante de información fiable a corto plazo sigue siendo el agrupamiento de terremotos (clustering), tal como lo describe el modelo de Secuencia de Réplicas Epidémicas (ETAS). El trabajo previo del autor (Pasupuleti, 2026) utilizando los indicadores CSQ (Compresión de Magnitud $C$ , Quiescencia $Q$ y Anomalía de Asimetría $S$ ) no encontró una capacidad de pronóstico a corto plazo reproducible cuando se calculó con un único umbral de magnitud. Este estudio investiga si la relación entre la compresión de magnitud calculada en dos umbrales de completitud diferentes—bajo ( $M \ge 1.5$ , "azul") y alto ( $M \ge 3.0$ , "rojo")—puede identificar periodos de variabilidad en la probabilidad de grandes terremotos.

Metodología
El estudio analizó tres zonas sísmicas bien registradas: Noto (Japón), Iquique (Chile) y Kahramanmaras (Turquía), que contienen un total de 15 grandes terremotos. El análisis se basó en reglas pre-registradas, cuyas especificaciones fueron cronometradas criptográficamente (SHA-256) antes del cálculo para evitar sesgos.

Indicadores: El estudio utilizó los indicadores CSQ ( $C, Q, S$ ) calculados a partir de ventanas rodantes de 20 eventos. $C$ mide la uniformidad de las magnitudes recientes en relación con la línea base de todo el catálogo.
Enfoque de Doble Umbral: Se generaron dos curvas: $blue(t)$ (compresión en $M \ge 1.5$ ) y $red(t)$ (compresión en $M \ge 3.0$ ). La diferencia $D(t) = red(t) - blue(t)$ se utilizó para definir las transiciones de estado.
Reglas Pre-registradas: Se probaron cuatro reglas específicas:
- Dominancia Azul: Sin cruces de rojo sobre azul en los últimos 30 días, con el rojo por encima del azul en $\le 10\%$ de esos días.
- Actividad Roja: $\ge 2$ cruces de rojo sobre azul en los últimos 30 días.
- Persistencia Roja: Rojo por encima de azul continuamente durante al menos 7 días.
- Persistencia Roja (21 días): El 10% superior del área donde $D > 0$ en los últimos 15/20/30 días.
Evaluación Estadística: Se comparó la probabilidad de que ocurra un gran terremoto dentro de los 90 días posteriores a un estado específico con la probabilidad base. La significancia se evaluó mediante pruebas de permutación (1,000 réplicas) que preservan la naturaleza autocorrelacionada de las series sísmicas. Se aplicó un ajuste de actividad post-hoc utilizando modelos logísticos para controlar los conteos de 30 días de eventos en ambos umbrales.

Resultados Clave
El estudio arrojó un hallazgo estadísticamente significativo y varios resultados negativos:

Dominancia Azul (Éxito): La dominancia azul persistente cumplió con su criterio pre-registrado. Tras los días de dominancia azul, la probabilidad de un gran terremoto dentro de los 90 días fue aproximadamente cinco veces menor que el día promedio (Ratio Agrupado $\times 0.22$ , $p = 0.005$ ). Esta asociación se mantuvo en las tres zonas y persistió tras ajustar por la actividad sísmica reciente (Odds Ratio 0.18, 95% CI 0.14–0.24).
Actividad Roja (Fallo): Aunque los cruces repetidos de rojo inicialmente mostraron un ratio agrupado alto ( $\times 2.79$ , $p = 0.001$ ), la regla falló el criterio pre-registrado porque no se desempeñó de manera consistente en todas las zonas (fallando específicamente en Kahramanmaras). Además, el efecto desapareció por completo tras ajustar por la actividad sísmica (Odds Ratio 1.12, $p = 0.33$ ), lo que indica que la señal fue impulsada por el agrupamiento general en lugar de un estado precursor específico.
Persistencia Roja (Fallo): La dominancia roja sostenida (continua durante $\ge 7$ días) mostró aumentos modestos en la probabilidad dentro de cada zona, pero falló el criterio agrupado (Ratio $\times 1.00$ , $p = 0.17$ ). Esto se atribuyó a la paradoja de Simpson, donde las zonas con bajas tasas base contribuyeron con la mayor parte de los días de "persistencia roja". Crucialmente, solo 4 de los 14 terremotos evaluables fueron precedidos por tal fase.
Estados Precedentes: El análisis de los 15 grandes terremotos reveló que la mayoría no fueron precedidos por una fase roja sostenida. Un gran terremoto ocurrió durante un periodo de dominancia azul.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo afirma que la dominancia azul persistente es la primera regla derivada de los indicadores CSQ que cumple con un criterio pre-registrado en este programa de investigación. El hallazgo sugiere que los periodos donde los terremotos pequeños ( $M \ge 1.5$ ) son más uniformes en tamaño en relación con su comportamiento a largo plazo, y donde los eventos más grandes ( $M \ge 3.0$ ) no exhiben un cambio distintivo en la uniformidad, pueden marcar intervalos de probabilidad significativamente reducida para grandes terremotos.

El autor enfatiza que ninguna regla identificó el acercamiento de un gran terremoto. El estudio rechaza explícitamente la hipótesis de que la compresión sostenida de alto umbral (dominancia roja) marque la acumulación de energía que precede a los grandes eventos. La significancia de la regla de dominancia azul se enmarca como una posible herramienta práctica para identificar periodos donde el monitoreo de rutina (en lugar de una alerta intensificada) podría ser apropiado, más que como un pronóstico predictivo de una ruptura inminente.

Limitaciones y Trabajo Futuro
El autor señala varias limitaciones, incluyendo el tamaño pequeño de la muestra (15 terremotos, 7 de ellos de un solo enjambre), la naturaleza post-hoc del ajuste de actividad y la sensibilidad de las métricas agrupadas a las diferencias en las tasas base entre zonas. Las reglas y el código han sido "congelados" y actualmente se están probando en catálogos independientes (Japón y California) para confirmar los hallazgos. El artículo concluye que el resultado de la dominancia azul debe considerarse como una hipótesis generada y probada por primera vez en estos catálogos específicos, la cual requiere confirmación en datos independientes antes de su aplicación más amplia.

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