Un tipo especial de antena que se utiliza para obtener imágenes de la Tierra como un escáner de ultrasonido detrás del barco de investigación Marcus Langseth. Los investigadores sísmicos del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas utilizaron supercomputadoras del Centro Sísmico de Computación Avanzada de Texas para analizar una imagen sísmica de una zona de subducción con el detalle anterior. Crédito:Escuela de Geociencias de UT Jackson / UTIG
Terremotos de deslizamiento lento, un tipo de temblor en cámara lenta, se han detectado en muchos de los puntos críticos de terremotos del mundo, incluidos los que se encuentran alrededor del Anillo de Fuego del Pacífico, pero no está claro cómo están conectados con los dañinos terremotos que ocurren allí. Los científicos de la Universidad de Texas en Austin han revelado el funcionamiento interno de los terremotos utilizando escáneres sísmicos de TC y supercomputadoras para examinar una región frente a la costa de Nueva Zelanda que se sabe que los produce.
Los conocimientos ayudarán a los científicos a determinar por qué la energía tectónica en las zonas de subducción, como la zona de subducción de Hikurangi de Nueva Zelanda, una región sísmicamente activa donde la placa tectónica del Pacífico se sumerge (o subduce) debajo de la Isla Norte del país, a veces se suelta suavemente como un deslizamiento lento, y otras veces tan devastadoras, terremotos de gran magnitud.
La investigación fue publicada recientemente en la revista Naturaleza Geociencia como parte de una edición especial centrada en las zonas de subducción.
"Las zonas de subducción son las mayores fábricas de terremotos y tsunamis del planeta, "dijo la coautora Laura Wallace, científico investigador del Instituto de Geofísica (UTIG) y GNS Science de UT Austin en Nueva Zelanda. "Con más investigaciones como esta, realmente podemos comenzar a comprender el origen de los diferentes tipos de comportamiento [sísmico] en las zonas de subducción ".
La investigación utilizó técnicas novedosas de procesamiento de imágenes y modelos informáticos para probar varios mecanismos propuestos sobre cómo se desarrollan los terremotos de deslizamiento lento. revelando los que funcionaron mejor.
El autor principal del estudio, Adrien Arnulf, un científico investigador de UTIG, Dijo que esta línea de investigación es importante porque comprender dónde y cuándo podría ocurrir un gran terremoto en la zona de subducción solo puede ocurrir resolviendo primero el misterio del deslizamiento lento.
Daños por terremoto en el centro de Japón, 2011. Para comprender mejor cómo eventos sísmicos como este pueden ocurrir con suficiente energía para nivelar edificios, Los científicos de la Universidad de Texas en Austin están investigando la mecánica de otro tipo de temblor en cámara lenta que se sabe que ocurre en los mismos lugares. Crédito:GySgt Leo Salinas / DoD VI
"Si ignora el deslizamiento lento, calculará mal la cantidad de energía que se almacena y libera a medida que las placas tectónicas se mueven alrededor del planeta, " él dijo.
Los científicos saben que los eventos de deslizamiento lento son una parte importante del ciclo del terremoto porque ocurren en lugares similares y pueden liberar tanta energía tectónica reprimida como un terremoto de gran magnitud. pero sin causar temblores sísmicos repentinos. De hecho, los eventos son tan lentos, desplegándose en el transcurso de semanas, que escaparon a la detección hasta hace solo unos 20 años.
La zona de subducción de Hikurangi de Nueva Zelanda es un sitio ideal para estudiar los terremotos de deslizamiento lento porque ocurren a profundidades lo suficientemente bajas como para obtener imágenes de alta resolución. ya sea escuchando los rumores internos de la Tierra, o enviando ondas sísmicas artificiales al subsuelo y registrando el eco.
Convertir los datos sísmicos en una imagen detallada es una tarea laboriosa, pero mediante el uso de técnicas similares a las que se utilizan en las imágenes médicas, los geocientíficos pueden separar la longitud, forma, y la fuerza del eco sísmico para descubrir qué está pasando bajo tierra.
En el estudio actual, Arnulf pudo extraer aún más información programando algoritmos en Lonestar5, una supercomputadora en el Centro de Computación Avanzada de Texas, para buscar patrones en los datos. Los resultados le dijeron a Arnulf cuán débil se había vuelto la falla y dónde se sentía la presión dentro de las articulaciones de la Tierra.
Trabajó con el estudiante de posgrado de la Escuela de Geociencias de UT Jackson, James Biemiller, que utilizó los parámetros de Arnulf en una simulación detallada que había desarrollado para modelar cómo se mueven las fallas.
El llamado Anillo de Fuego es un área que rodea la placa tectónica del Pacífico donde ocurren muchos de los terremotos y erupciones volcánicas del mundo. Crédito:Servicio Geológico de EE. UU.
La simulación mostró que las fuerzas tectónicas se acumulan en la corteza y luego se liberan a través de una serie de temblores en cámara lenta. al igual que los terremotos de deslizamiento lento detectados en Hikurangi durante las últimas dos décadas.
Según los científicos, el verdadero éxito de la investigación no fue que el modelo funcionara, sino que les mostró dónde están las lagunas en la física.
"No necesariamente tenemos el clavo en el ataúd de cómo ocurre exactamente el deslizamiento lento y superficial, "dijo Biemiller, "pero probamos uno de los clavos estándar (fricción de velocidad-estado) y descubrimos que no funciona tan bien como cabría esperar. Eso significa que probablemente podemos suponer que hay otros procesos involucrados en la modulación del deslizamiento lento, como ciclos de presurización y liberación de fluidos ".
Encontrar esos otros procesos es exactamente lo que el equipo espera que su método ayude a facilitar.
Los datos sísmicos del estudio fueron proporcionados por GNS Science y el Ministerio de Desarrollo Económico de Nueva Zelanda. La investigación fue financiada por UTIG y un fondo MBIE Endeavour para GNS Science. UTIG es una unidad de la Escuela de Geociencias de Jackson.
