El ruido sísmico, las vibraciones de bajo nivel causadas por todo, desde los trenes subterráneos hasta las olas rompiendo en la playa, es algo que los sismólogos suelen evitar. Lo extraen de los modelos y crean algoritmos destinados a eliminarlo para que puedan identificar las señales de los terremotos.

Pero Tim Clements cree que podría ser una herramienta para monitorear uno de los recursos más preciados del mundo:el agua.

Un estudiante de posgrado que trabaja en el laboratorio del profesor adjunto de Ciencias de la Tierra y Planetarias Marine Denolle, Clements es el autor principal de un estudio reciente que utilizó el ruido sísmico para medir el tamaño y los niveles de agua en los acuíferos subterráneos de California. La técnica podría incluso usarse para rastrear si los acuíferos rebotan después de la precipitación y cómo se recuperan. y comprender los cambios geológicos que pueden ocurrir a medida que se bombea el agua. El estudio se describe en un artículo publicado recientemente en Cartas de investigación geofísica .

"La forma en que esto se haría comúnmente hoy en día sería tomar una medición en un pozo de agua subterránea, "Dijo Clements." Y si tienes una red de esos pozos, puedes desarrollar un modelo en el que asumes una serie de parámetros hidrológicos ... y que te permita medir la salud del acuífero.

"Pero lo que mostramos es que podemos medir directamente estas ondas que viajan a través de todo el acuífero, ", continuó." Así que no tenemos que hacer esas suposiciones, porque podemos medir directamente las olas ".

Usando esas medidas, los investigadores pudieron medir la profundidad del agua del acuífero del Valle de San Gabriel, ubicado en las afueras de Los Ángeles, dentro de un centímetro. Los esfuerzos para medir el tamaño del acuífero se vieron limitados por la red sísmica existente, Clements dijo:y, por lo tanto, solo tenían una precisión de aproximadamente un kilómetro.

"Eso nos da una forma de empezar a pensar en el volumen, ", Dijo Denolle." Lo que encontramos es que utilizando este método, el volumen que calculamos como bombeado fuera del acuífero era igual al volumen que se publicó ".

"Lo estimamos en aproximadamente medio kilómetro cúbico, ", Dijo Clements." Y eso es exactamente lo que el maestro de aguas de San Gabriel dijo que bombearon durante la sequía para satisfacer la demanda ".

Esa sequía Clements dijo:fue una de las razones por las que los investigadores decidieron centrarse en el Valle de San Gabriel.

"Habían experimentado una sequía masiva en los últimos cinco años, y hay más de 1 millón de personas que viven en esta área relativamente pequeña fuera de Los Ángeles que dependen del agua subterránea para todas sus necesidades de uso de agua, ", dijo." Durante los últimos cinco años, habían perdido una gran cantidad de agua subterránea, y eso conlleva un gran coste económico, por lo que nuestro objetivo era comprender si podemos usar ondas sísmicas para comprender lo que está sucediendo con el acuífero ".

La región también ya está equipada con una red de sismógrafos, él dijo, lo que hace que sea relativamente fácil obtener datos de ruido sísmico y utilizarlos para examinar el acuífero.

Si bien el estudio no fue el primero en dar con la idea de utilizar el ruido sísmico para estudiar las aguas subterráneas, Denolle dijo que los esfuerzos anteriores se vieron obstaculizados porque se basaban en una señal que era relativamente débil en comparación con factores ambientales como la temperatura y la presión.

"Esta fue una gran señal que miramos, ", dijo." El acuífero osciló con 20 metros de cambios en la altura del agua en un par de años, por lo que es una señal más grande que cualquier influencia ambiental ".

El sistema también podría ser una herramienta útil para cualquier persona involucrada en la gestión de los recursos hídricos. Clements dijo:porque les puede dar una visión de momento a momento de precisamente lo que está sucediendo en un acuífero subterráneo.

"Esto podría utilizarse para la gestión del agua, "Dijo Clements." En este estudio, analizamos unos 17 años de datos, de 2000 a 2017, pero en el futuro, esto podría usarse en una aplicación de gestión del agua, para poder tener una idea de lo que sucede con el acuífero a diario ".

Además de proporcionar mediciones de aguas subterráneas, la técnica también se puede utilizar para monitorear la salud de un acuífero a lo largo del tiempo.

"Si tuviéramos los datos, es posible que podamos usar esta tecnología para mirar hacia atrás a cómo se veían los acuíferos en el pasado y estudiar la evolución a largo plazo de un acuífero, ", Dijo Denolle." Uno de los desafíos para las personas que administran los recursos hídricos es si los acuíferos todavía responden elásticamente, es decir, ¿podemos recargarlo con la misma capacidad de almacenamiento o está perdiendo capacidad con el tiempo a medida que bombeamos agua? Usando ondas sísmicas, potencialmente podemos averiguar si estos acuíferos son elásticos o no ".

Avanzando, Clements dijo:planea buscar formas de mejorar la resolución del sistema tanto a nivel micro como macro.

Trabajando en colaboración con profesores de la Universidad de Tufts, instaló pozos y sismómetros en el campus para rastrear los cambios a medida que el agua subterránea se bombea a la superficie para regar los campos deportivos. Otros esfuerzos se centran en utilizar la red de sismómetros existente en California para mejorar las formas de medir el tamaño total de los acuíferos.