Un modelo de interacción sísmica impulsado por la deformación para la sismicidad en los Campi Flegrei

Por qué importa este volcán inquieto

Los Campi Flegrei, una vasta caldera volcánica al oeste de Nápoles, se asientan bajo una de las regiones más densamente pobladas de Europa. Durante más de un siglo el terreno allí ha subido y bajado lentamente, a veces más de un metro, y desde 2005 tanto el levantamiento como el número de pequeños terremotos se han acelerado. La gente pregunta naturalmente: ¿es esto una señal de advertencia de una erupción inminente o la respiración ruidosa de un sistema volcánico de larga vida? Este estudio aborda esa pregunta construyendo un modelo basado en la física que enlaza la deformación del terreno y las interacciones sísmicas, con el objetivo de evaluar mejor el riesgo sísmico a corto plazo en la zona.

El terreno inquieto de los Campi Flegrei

Los registros históricos y las mediciones modernas muestran que la caldera de los Campi Flegrei ha pasado por ciclos repetidos de levantamiento y subsidencia desde al menos 1905. Episodios importantes de levantamiento ocurrieron a principios de los años 50, alrededor de 1970, a principios de los años 80 y de nuevo desde 2005 en adelante. Los terremotos tienden a agruparse durante estas fases de elevación, pero no de forma simple y proporcional: el número de sismos aumenta más rápido que la tasa de levantamiento, y la actividad sísmica significativa suele comenzar solo una vez que el nivel del terreno supera su máximo anterior. Este comportamiento se parece a un fenómeno conocido en la mecánica de rocas como el efecto Kaiser, en el que un material sometido a esfuerzo permanece silencioso hasta que se supera un esfuerzo máximo previo. Sin embargo, las observaciones en los Campi Flegrei son más graduales que un estricto umbral de “encendido‑apagado”, lo que sugiere que intervienen procesos físicos más matizados.

Cómo los fallamientos recuerdan tensiones pasadas

Para capturar el patrón a largo plazo, los autores utilizan un marco denominado fricción de tasa y estado, que describe cómo las fallas se deslizan en función tanto del esfuerzo actual como de su historia de carga. En su modelo simplificado, se toma que el esfuerzo que actúa sobre fallas poco profundas es proporcional al levantamiento vertical medido en una estación GPS dentro de la caldera. Este enfoque incorpora de forma natural la memoria: el modelo registra todo el levantamiento desde 1905, de modo que episodios de inflación anteriores influyen en la facilidad con la que las fallas comienzan a deslizarse hoy. Con parámetros adecuados, el modelo de tasa y estado reproduce la tendencia general a escala de siglo, incluida la aparición retardada de la sismicidad hasta que el levantamiento supera picos anteriores. Emula el momento implícito en el efecto Kaiser, pero genera un aumento más suave y acelerado en las tasas de terremotos que encaja mejor con las observaciones.

Cuando los terremotos desencadenan más terremotos

En escalas de tiempo más cortas, de horas a días, el registro sísmico se ve muy distinto. En lugar de choques principales aislados seguidos por secuencias de réplicas ordenadas, los Campi Flegrei a menudo producen enjambres densos de eventos. A primera vista estos enjambres parecen carecer de choques principales claros, pero los autores muestran que muchos contienen cascadas de réplicas ocultas. Al apilar la actividad alrededor de los eventos más grandes, encuentran que las tasas de terremotos aumentan inmediatamente tras estos choques y luego decaen con el tiempo de una manera característica de las réplicas. El número de eventos desencadenados también crece rápidamente con el tamaño del choque principal. Este patrón revela que las interacciones entre terremotos son un ingrediente clave del comportamiento en enjambres, incluso si los cúmulos están modulados por fluidos y otros procesos volcánicos.

Una visión híbrida del esfuerzo y la agrupación

Puesto que la deformación por sí sola no puede explicar la intensa agrupación a corto plazo, el estudio combina dos enfoques de modelado. El modelo de tasa y estado proporciona una tasa de terremotos “de fondo” que varía en el tiempo y está impulsada por el levantamiento, mientras que un modelo estadístico tipo epidémico de réplicas se superpone para representar cómo cada evento puede desencadenar más eventos. Este modelo híbrido tiene siete parámetros, calibrados con miles de pequeños terremotos registrados desde 2005. Tiene éxito donde alternativas más simples fracasan: reproduce tanto el aumento a largo plazo de la sismicidad como los estallidos y cúmulos tipo enjambre, y reproduce el momento e intensidad de episodios pasados de levantamiento cuando se ejecuta hacia atrás hasta mediados del siglo XX. Cabe destacar que también ofrece estimaciones realistas de cuánto tiempo las fallas “recuerdan” tensiones previas.

Qué puede decirnos el modelo sobre el riesgo

Para evaluar su valor práctico, el equipo utilizó el modelo híbrido de forma pseudo‑prospectiva: a partir de 2020, formularon repetidamente qué aspecto tendría la próxima semana o el próximo mes en términos del número y el tamaño máximo de terremotos, usando solo la información que habría estado disponible en cada paso. Miles de escenarios simulados para cada ventana de predicción produjeron rangos de probabilidad que en gran medida abarcaron las observaciones posteriores, incluido un evento de magnitud 4,6 a mediados de 2025. Para los residentes y las autoridades alrededor de los Campi Flegrei, esto no proporciona una predicción precisa de ningún terremoto o erupción individual. En su lugar, ofrece una forma más fiable e informada por la física para estimar cuán intensa y cuán fuerte es probable que sea la actividad sísmica en las próximas semanas o meses, mejorando la base para las evaluaciones de peligro a corto plazo en esta sensible región volcánica.

Cita: Hainzl, S., Dahm, T. & Tramelli, A. A deformation-driven earthquake interaction model for seismicity at Campi Flegrei. Commun Earth Environ 7, 244 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03296-3

Palabras clave: Campi Flegrei, terremotos volcánicos, levantamiento del terreno, predicción sísmica, enjambres sísmicos