Los terremotos producen ondas sísmicas con un rango de frecuencias, desde el largo, Movimientos rodantes que hacen que los rascacielos se balanceen, a la cecina, Vibraciones de alta frecuencia que causan un daño tremendo a las casas y otras estructuras más pequeñas. Un par de geofísicos de la Universidad de Brown tienen una nueva explicación de cómo se pueden producir esas vibraciones de alta frecuencia.

En un artículo publicado en Cartas de investigación geofísica , Los miembros de la facultad de Brown, Victor Tsai y Greg Hirth, proponen que las rocas que chocan dentro de una zona de falla cuando ocurre un terremoto son los principales generadores de vibraciones de alta frecuencia. Esa es una explicación muy diferente a la tradicional, los investigadores dicen, y podría ayudar a explicar los desconcertantes patrones sísmicos creados por algunos terremotos. También podría ayudar a los científicos a predecir qué fallas probablemente producirán los terremotos más dañinos.

"La forma en que normalmente pensamos en los terremotos es que el estrés se acumula en una falla hasta que finalmente falla, los dos lados se deslizan uno contra el otro, y ese solo deslizamiento es lo que causa todos los movimientos del suelo que observamos, "dijo Tsai, profesor asociado en el Departamento de Tierra de Brown, Ciencias ambientales y planetarias. "La idea de este documento es evaluar si hay algo más que un deslizamiento. La pregunta básica es:si hay objetos que chocan dentro de la zona de falla mientras se desliza, ¿Qué física podría resultar de eso? "

A partir de modelos matemáticos que describen las colisiones de rocas durante deslizamientos de tierra y otros flujos de escombros, Tsai y Hirth desarrollaron un modelo que predice los efectos potenciales de las colisiones de rocas en las zonas de fallas. El modelo sugirió que las colisiones podrían ser el principal impulsor de las vibraciones de alta frecuencia. Y la combinación del modelo de colisión con modelos de deslizamiento por fricción más tradicionales ofrece explicaciones razonables para las observaciones de terremotos que no se ajustan al modelo tradicional solo, dicen los investigadores.

Por ejemplo, el modelo combinado ayuda a explicar los terremotos repetidos:terremotos que ocurren en el mismo lugar en una falla y tienen formas de onda sísmica casi idénticas. Lo curioso de estos terremotos es que a menudo tienen magnitudes muy diferentes, sin embargo, todavía producen movimientos del suelo que son casi idénticos. Eso es difícil de explicar solo por deslizamiento pero tiene más sentido con el modelo de colisión agregado, dicen los investigadores.

"Si tiene dos terremotos en la misma zona de falla, son las mismas rocas las que chocan, o al menos rocas de básicamente el mismo tamaño, "Tsai dijo." Entonces, si las colisiones están produciendo estas vibraciones de alta frecuencia, no es sorprendente que obtenga los mismos movimientos del suelo en esas frecuencias independientemente de la cantidad de deslizamiento que se produzca ".

El modelo de colisión también puede ayudar a explicar por qué los terremotos en zonas de fallas más maduras, las que han tenido muchos terremotos durante un largo período de tiempo, tienden a producir menos daños en comparación con los terremotos de la misma magnitud en fallas más inmaduras. Tiempo extraordinario, Los terremotos repetidos tienden a aplastar las rocas en una falla, haciendo las fallas más suaves. El modelo de colisión predice que las fallas más suaves con la colisión de rocas menos irregulares producirían vibraciones de alta frecuencia más débiles.

Tsai dice que se necesita hacer más trabajo para validar completamente el modelo, pero este trabajo inicial sugiere que la idea es prometedora. Si el modelo realmente resulta válido, podría ser útil para clasificar qué fallas pueden producir terremotos más o menos dañinos.

"La gente ha hecho algunas observaciones de que determinados tipos de fallas parecen generar más o menos movimiento de alta frecuencia que otros, pero no ha quedado claro por qué las fallas caen en una categoría u otra, ", dijo." Lo que estamos brindando es un marco potencial para comprender que, y potencialmente podríamos generalizar esto a todas las fallas en todo el mundo. Las fallas más suaves con estructuras internas redondeadas generalmente pueden producir menos movimientos de alta frecuencia, mientras que las fallas más ásperas tienden a producir más ".

La investigación también sugiere que algunas ideas de larga data sobre cómo funcionan los terremotos podrían necesitar una revisión.

"En cierto sentido, podría significar que sabemos menos sobre ciertos aspectos de los terremotos de lo que pensamos, "Dijo Tsai." Si el deslizamiento de fallas no es toda la historia, entonces necesitamos una mejor comprensión de la estructura de la zona de falla ".