Una técnica de detección remota que puede detectar cambios en tiempo real en entornos subterráneos ha sido probada con éxito en el desierto a las afueras del campus de KAUST en Thuwal. Arabia Saudita.

Para evitar el impacto destructivo y que consume mucho tiempo de la perforación, Los geólogos están recurriendo cada vez más a un enfoque conocido como imágenes sísmicas. Este procedimiento utiliza fuentes sónicas en muchos lugares diferentes para enviar ondas acústicas a gran profundidad y luego mide cuánto tiempo tardan las ondas en regresar a los receptores en la superficie. El tiempo de viaje de las ondas depende de propiedades como la dureza o la porosidad de los materiales por los que pasan, por lo que este método puede identificar fácilmente características subterráneas únicas, como bolsas de agua.

Sin embargo, Las imágenes sísmicas convencionales todavía son demasiado lentas para detectar eventos geológicos en tiempo real, señala el geofísico de KAUST, Gerard Schuster. "Para un experimento sísmico convencional, necesita muchas vistas angulares diferentes para estimar con precisión las propiedades de cada subestructura, que requiere muchas horas para desplegar y excitar fuentes sísmicas en cientos de ubicaciones diferentes, " él dice.

Durante los últimos 20 años, Schuster ha estado trabajando en una solución a este problema centrándose en cómo los patrones cíclicos de las ondas acústicas comienzan a retrasarse o adelantarse entre sí después de pasar a través de un material subterráneo. Estos cambios, conocidas como diferencias de fase, se puede invertir mediante interferometría sísmica para proporcionar información estructural de alta resolución al tiempo que requiere muchas menos fuentes de audio.

"Este enfoque requiere mucho menos esfuerzo, ", dice Shuster. Tomar las diferencias de tiempo entre las fases le permite responder preguntas sobre la dureza y la suavidad de la geología con solo unos pocos experimentos en lugar de cientos".

En su último trabajo, Schuster y sus colegas realizaron un experimento de lapso de tiempo controlado para validar las capacidades de su tecnología de interferometría sísmica. Primero, el equipo instaló una serie de fuentes de audio y receptores sobre una duna de arena seca. Luego, inyectaron 12 toneladas de agua en la duna durante unas pocas horas mientras registraban casi un centenar de mediciones interferométricas para cada ubicación de fuente. Estos datos se transformaron cada dos minutos en instantáneas del flujo de agua subterránea a medida que se filtraba a través de capas subestructurales varios metros debajo de la superficie.

"Nuestras simulaciones tridimensionales de los experimentos nos convencieron de que lo que vimos no era una lectura falsa, ", dice Schuster." El impacto inicial de estos hallazgos puede ser útil para los ingenieros ambientales que requieren un monitoreo rápido y económico del subsuelo, por ejemplo, imágenes en tiempo real de presas con fugas, o estudios sísmicos marcianos o lunares eficientes ".