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    Los materiales blandos permiten a los científicos estudiar terremotos en el laboratorio

    Izquierda:Velocidad angular medida de la placa superior en función del tiempo. El recuadro muestra el esquema del experimento. Derecha:Evolución temporal de la correlación espacial de dominios, conectando eventos similares a explosiones y reorganizaciones internas del material Crédito:Pradip Bera et al.

    Bajo estrés constante, ciertos materiales blandos se reorganizan de una manera muy similar a cómo se reestructura la corteza terrestre durante los terremotos, un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto Indio de Ciencias (IISc), Raman Research Institute (RRI) y ETH Zurich ha encontrado.

    El equipo estudió láminas delgadas de dos tipos de materiales blandos:un gel compacto de moléculas similares al jabón, y un vaso hecho de nanopartículas de arcilla, cortado entre dos placas de acero. Cuando la placa aplicaba fuerza continuamente sobre el material, la reorganización interna del material generó patrones en forma de ráfagas a lo largo del tiempo que se asemejaban a los datos del sismógrafo generados por los terremotos.

    "Cuando aplicas un cierto estrés, el material está intentando ajustarse. Su velocidad de corte es fluctuante. Esta fluctuación es similar a la que se observa durante los terremotos, "dice Ajay Sood, Profesor de la Cátedra DST Year of Science en el Departamento de Física, IISc, y autor principal del artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

    Los terremotos ocurren típicamente debido a la fricción entre piezas de la superficie de la Tierra llamadas placas tectónicas, liberando una explosión repentina de energía que causa graves daños al medio ambiente y a la vida humana. Los científicos aún no saben cómo predecir cuándo se producirá el próximo terremoto, o qué tan fuerte será.

    Para simular terremotos en el laboratorio, los investigadores generalmente aplican fuerza a las rocas o materiales cerámicos y estudian cómo se deforman y agrietan bajo tensión. Pero debido a que estos son sólidos, Puede ser difícil estudiar los cambios que ocurren dentro de los materiales antes de que se abran.

    "La principal desventaja de estos experimentos previos es que nadie puede sondear la estructura del dominio directamente, "dice Sayantan Majumdar, Profesor asociado de RRI y uno de los autores. "No podemos ver lo que está pasando dentro del material".

    En el estudio actual, los investigadores utilizaron materiales blandos en su lugar, y observó cómo reaccionaban bajo estrés. Usando un microscopio óptico y una cámara, pudieron observar de cerca cómo el interior del material cambió con el tiempo.

    Descubrieron que la velocidad a la que el material se reorganizaba mostraba patrones similares a explosiones que persistían durante miles de segundos. asemejándose a sismos y réplicas sísmicas. Estos eventos generalmente ocurren a lo largo de cientos de kilómetros durante los terremotos. "Pudimos observar este fenómeno en una escala de aproximadamente 10 micrones de longitud. Esa es una gran ventaja, "dice Pradip Bera, primer autor y Ph.D. estudiante del Departamento de Física, IISc.

    Los investigadores también encontraron que estos patrones obedecían a las leyes que gobiernan la dinámica de los terremotos. Uno de estos, llamada la ley de Gutenberg-Richter, describe la fuerza de los terremotos. Otro, llamada la ley Omori, describe cómo la frecuencia de las réplicas se reduce con el tiempo. Valores para parámetros matemáticos definidos por estas leyes, cuando se calcula para los materiales blandos, se encontraron muy cerca de los que se han reportado para terremotos reales. También se encontró que las brechas de tiempo entre picos coinciden estrechamente con los patrones de la vida real.

    Los investigadores esperan que más estudios sobre dichos materiales ayuden a identificar los precursores microscópicos de los terremotos.


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