¿Cómo se forman las montañas? ¿Qué fuerzas se necesitan para excavar una cuenca? ¿Por qué tiembla y tiembla la Tierra?

Los científicos de la Tierra persiguen estas preguntas fundamentales para obtener una mejor comprensión del funcionamiento pasado y presente de nuestro planeta. Sus descubrimientos también nos ayudan a planificar el futuro preparándonos para los terremotos, determinar dónde perforar en busca de petróleo y gas, y más. Ahora, en un nuevo, mapa ampliado de las tensiones tectónicas que actúan en América del Norte, Los investigadores de Stanford presentan la vista más completa hasta ahora de las fuerzas que actúan debajo de la superficie de la Tierra.

Los resultados, publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 23 de abril tienen implicaciones para comprender y mitigar los problemas asociados con la sismicidad inducida (terremotos causados ​​por el hombre) de la recuperación no convencional de petróleo y gas, especialmente en Oklahoma, Texas y otras áreas seleccionadas para la exploración energética. Pero también plantean un conjunto completamente nuevo de preguntas que los investigadores esperan que estimulen una amplia gama de estudios de modelado.

"Comprender las fuerzas de la corteza terrestre es una ciencia fundamental, "dijo el coautor del estudio Mark Zoback, el profesor Benjamin M. Page de geofísica en la Escuela de la Tierra de Stanford, Energía y Ciencias Ambientales (Stanford Earth). "En algunos casos, tiene aplicación inmediata, en otros, puede aplicarse décadas más tarde a cuestiones prácticas que no existen en la actualidad ".

Primera síntesis continental de datos

La nueva investigación proporciona la primera síntesis cuantitativa de fallas en todo el continente, así como cientos de mediciones de direcciones de esfuerzos de compresión, la dirección desde la cual se produce la mayor presión en la corteza terrestre. El mapa se elaboró ​​compilando mediciones nuevas y publicadas anteriormente de perforaciones, así como inferencias sobre tipos o "estilos" de fallas basadas en terremotos que han ocurrido en el pasado.

Los tres posibles estilos de fallas incluyen extensional, o fallas normales, en el que la corteza se extiende horizontalmente; fallas de deslizamiento, en el que la Tierra se desliza sobre sí misma, como en la falla de San Andrés; y al revés, o empujar, falla en la que la Tierra se mueve sobre sí misma. Cada uno provoca sacudidas muy diferentes desde el punto de vista del peligro.

"En nuestros mapas de peligros en este momento, en la mayoría de los lugares, no tenemos evidencia directa de qué tipo de mecanismos sísmicos podrían ocurrir, "dijo Jack Baker, un profesor de ingeniería civil y ambiental que no participó en el estudio. "Es emocionante que hayamos pasado de esta suposición ciega de que cualquier cosa es posible a tener algunas inferencias específicas de la ubicación sobre los tipos de terremotos que podríamos esperar".

Acercándonos

Además de presentar una visión a nivel continental de los procesos que gobiernan la placa norteamericana, los datos, que incorporan casi 2, 000 orientaciones de tensión, 300 de los cuales son nuevos en este estudio, ofrecen pistas regionales sobre el comportamiento del subsuelo.

"Si conoce la orientación de alguna falla y el estado de estrés cercano, sabe la probabilidad de que falle y si debería preocuparse por ello tanto en escenarios de terremotos provocados naturalmente como provocados por la industria, "dijo el autor principal Jens-Erik Lund Snee, Doctor. '20, ahora un becario postdoctoral con el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) en Lakewood, Colorado. "Hemos detallado algunos lugares donde los modelos geodinámicos publicados anteriormente concuerdan muy bien con los nuevos datos, y otros en los que los modelos no concuerdan en absoluto ".

En el este de EE. UU., por ejemplo, el estilo de fallas revelado por el estudio es exactamente el opuesto de lo que se esperaría, ya que la superficie "rebota" lentamente luego del derretimiento de las capas de hielo que cubrían la mayor parte de Canadá y el norte de los EE. UU. unos 20, 000 años atrás, según Lund Snee. El descubrimiento de que las tensiones de rebote son mucho menores que las ya almacenadas en la corteza de la tectónica de placas hará que los científicos comprendan mejor el potencial sísmico en esa área.

En el oeste de EE. UU., los investigadores se sorprendieron al ver cambios en los tipos de estrés y las orientaciones en distancias cortas, con rotaciones importantes que ocurren en sólo decenas de millas, una característica que los modelos actuales de la dinámica de la Tierra no revelan.

"Es mucho más claro ahora cómo el estrés puede variar sistemáticamente en la escala de una cuenca sedimentaria en algunas áreas, ", Dijo Zoback." Vemos cosas que nunca antes habíamos visto que requieren una explicación geológica. Esto nos enseñará cosas nuevas sobre cómo funciona la Tierra ".