Las simulaciones numéricas han identificado la fuente de señales acústicas emitidas por fallas bajo tensión en máquinas de terremotos de laboratorio. El trabajo desempaqueta aún más la física que impulsa las fallas geológicas, conocimiento que algún día podría permitir predecir con precisión terremotos.

"Estudios previos de aprendizaje automático encontraron que las señales acústicas detectadas por una falla sísmica pueden usarse para predecir cuándo ocurrirá el próximo terremoto, "dijo Ke Gao, un geofísico computacional en el grupo de Geofísica del Laboratorio Nacional de Los Alamos. "Este nuevo trabajo de modelado nos muestra que el colapso de las cadenas de tensión dentro de la gubia del terremoto emite esa señal en el laboratorio, apuntando a mecanismos que también pueden ser importantes en la Tierra ". Gao es el autor principal del artículo, "De las cadenas de tensión a las emisiones acústicas, "publicado hoy en Cartas de revisión física y seleccionado como "Sugerencia de los editores".

Las cadenas de tensión son puentes compuestos de granos que transmiten las tensiones de un lado de un bloque de falla al otro.

Gao trabaja en un equipo de Los Alamos que ha identificado la señal acústica predictiva en los datos de los terremotos de laboratorio y las regiones de megathrust en América del Norte. América del Sur y Nueva Zelanda. La señal indica con precisión el estado de tensión en la falla, no importa cuándo se lea la señal.

"Utilizando el modelo numérico que desarrollamos en Los Alamos, Examinamos y conectamos la dinámica en un sistema granular de rotura de fallas a las señales detectadas en monitores remotos pasivos, "Dijo Gao. La gubia de la falla es la base, material rocoso de grava creado por las tensiones y movimientos de una falla.

Para investigar la causa de las señales acústicas, el equipo llevó a cabo una serie de simulaciones numéricas en supercomputadoras utilizando el código HOSS (Hybrid Optimization Software Suite) desarrollado por Los Alamos. Esta novedosa herramienta numérica es una metodología híbrida:el método combinado de elementos finitos-discretos. Fusiona técnicas desarrolladas bajo métodos de elementos discretos, describir las interacciones grano a grano; y bajo métodos de elementos finitos, describir las tensiones en función de la deformación dentro de los granos y la propagación de ondas fuera del sistema granular. Las simulaciones imitan con precisión la dinámica de la evolución de las fallas sísmicas, como la forma en que los materiales dentro de la gubia se muelen y chocan entre sí, y cómo las cadenas de tensión se forman y evolucionan con el tiempo a través de interacciones entre materiales de ranurado adyacentes.

Los Alamos ha financiado una inversión multimillonaria programa plurianual que consta de experimentos, modelado numérico, y los esfuerzos de aprendizaje automático para desarrollar y probar un enfoque muy novedoso para sondear el ciclo de los terremotos y, en particular, para detectar y localizar fallas estresadas que se acercan a la falla.