Las rocas precariamente equilibradas (PBR) son formaciones que se encuentran en todo el mundo donde una roca delgada se balancea precariamente sobre una roca de pedestal. Se forman como bloques conservados en acantilados, o cuando las rocas más blandas se erosionan y dejan atrás las más duras. También pueden formarse cuando los deslizamientos de tierra o los glaciares en retirada los depositan en posiciones extrañas.

A pesar de su delicado acto de equilibrio, muchos PBR, como Brimham Rocks en Yorkshire, o el Monumento Nacional Chiricahua en Arizona — han sobrevivido al terremoto durante miles de años. Por lo tanto, pueden decirnos el límite superior de sacudidas sísmicas que ha ocurrido desde que se formaron por primera vez, sacudiendo eso, ¿Fue lo suficientemente fuerte? habría causado que se derrumbaran.

Al aprovechar los datos geológicos antiguos encerrados en los PBR de California, Los investigadores del Imperial College de Londres han iniciado la construcción de una nueva técnica para aumentar la precisión de las estimaciones de peligro para grandes terremotos hasta en un 49 por ciento.

Los modelos de peligro de terremotos estiman la probabilidad de futuros terremotos en un lugar determinado. Ayudan a los ingenieros a decidir dónde puentes, presas, y deben construirse edificios y cuán robustos deben ser, además de informar los precios de los seguros contra terremotos en áreas de alto riesgo.

Los hallazgos se publican hoy en Avances de AGU .

Autora principal Anna Rood, del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de Imperial, dijo:"Este nuevo enfoque podría ayudarnos a determinar qué áreas tienen más probabilidades de experimentar un gran terremoto. Los PBR actúan como sismómetros inversos al capturar la historia sísmica regional que no estábamos presentes para ver, y díganos el límite superior de los temblores de terremotos pasados ​​simplemente no cayendo. Aprovechando esto, proporcionamos datos valiosos sobre las tasas de raras, terremotos de gran magnitud ".

Las estimaciones actuales de peligro de terremotos se basan en gran medida en observaciones como la proximidad a las fallas y la actividad sísmica que ha tenido una región en el pasado. Sin embargo, estimaciones de terremotos más raros que han ocurrido durante períodos de 10, 000 a 1, 000, 000 años son extremadamente inciertos debido a la falta de datos sísmicos que abarquen esas escalas de tiempo y la subsiguiente dependencia de suposiciones rocosas.

Contando átomos raros generados por rayos cósmicos en PBR y modelando digitalmente interacciones PBR-terremoto, Los investigadores de Imperial han creado un nuevo método de validación de peligros sísmicos que podría integrarse en modelos existentes para afinar su precisión.

Relojes de rock

Para aprovechar la sismología del pasado, Los investigadores se propusieron determinar la fragilidad (probabilidad de que se caiga debido al temblor del suelo) y la edad de los PBR en un sitio cerca de la planta de energía nuclear Diablo Canyon en la costa de California.

Utilizaron una técnica llamada datación cosmogénica por exposición superficial, contando el número de átomos de berilio raros formados dentro de las rocas por exposición prolongada a los rayos cósmicos, para determinar cuánto tiempo habían existido los PBR en su formación actual.

Luego utilizaron software de modelado 3-D para recrear digitalmente los PBR y calcular cuánto temblor de tierra podrían soportar antes de derrumbarse.

A continuación, se compararon tanto la antigüedad como la fragilidad de los PBR con las estimaciones de peligros actuales para ayudar a aumentar su certeza.

Descubrieron que la combinación de sus cálculos con los modelos existentes redujo la incertidumbre de las estimaciones de peligro de terremoto en el sitio en un 49 por ciento, y, eliminando las estimaciones del 'peor escenario posible', redujo el tamaño promedio de los terremotos que se estima que ocurren una vez cada 10, 000 años en un 27 por ciento. También encontraron que los PBR se pueden conservar en el paisaje el doble de tiempo de lo que se pensaba anteriormente.

Concluyen que este nuevo método reduce la cantidad de supuestos, y por tanto la incertidumbre, utilizado para estimar y extrapolar datos históricos de terremotos para estimar el riesgo futuro.

El coautor del estudio, el Dr. Dylan Rood, del Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Tierra de Imperial, dijo:"Estamos al borde de un gran avance en la ciencia de la predicción de terremotos. Nuestras técnicas de 'reloj de roca' tienen el potencial de ahorrar enormes costos en ingeniería sísmica, y vemos que se utilizan ampliamente para probar y actualizar estimaciones de peligros específicas del sitio para áreas propensas a terremotos, específicamente en regiones costeras donde las fuentes sísmicas de control son fallas costa afuera cuyos movimientos son inherentemente más difíciles de investigar ".

El equipo ahora está utilizando sus técnicas para validar las estimaciones de peligros para el sur de California, una de las regiones más peligrosas y densamente pobladas de los Estados Unidos.

Anna dijo:"Ahora estamos analizando los PBR cerca de las principales fallas sísmicas como la falla de San Andrés cerca de Los Ángeles. También estamos estudiando cómo identificar qué datos, ya sean tasas de deslizamiento de fallas o la elección de ecuaciones de sacudidas del suelo, son sesgando los resultados en los modelos de peligro originales. De esta manera podemos mejorar aún más la comprensión de los científicos sobre los grandes terremotos ".