Investigadores de Caltech avanzan en el estudio de la propagación de terremotos a través de grava de grano fino que se forma a lo largo de las placas tectónicas y que puede generar grandes rupturas. Este proceso parece ser la causa del gran terremoto y posterior tsunami que barrió la costa de Japón en 2011
El estudio y simulación de terremotos en los laboratorios de Caltech ha permitido avanzar en el conocimiento de una forma de propagación de seísmos y considerarla responsable del terremoto de magnitud 9.0 que devastó la costa de Japón en 2011 a causa de un tsunami.
A lo largo de algunas líneas de falla, que son los límites de las placas tectónicas, se forma una grava de grano fino, conocido como gubia, a medida que las placas chocan entre sí. La influencia de esta grava en los terremotos ha sido durante mucho tiempo objeto de especulación científica. En un nuevo artículo que aparece en la revista Nature, los investigadores de Caltech muestran que la grava fina, primero detiene la propagación de los terremotos, pero luego desencadena el renacimiento de los terremotos para generar poderosas rupturas.
«Nuestro novedoso enfoque experimental nos ha permitido observar de cerca el proceso del terremoto y descubrir características clave de la propagación de la ruptura y la evolución de la fricción», dice en un comunicado Vito Rubino , científico investigador y autor principal del estudio. «Uno de los principales hallazgos de nuestro estudio es que las secciones de falla que antes se pensaba que actuaban como barreras contra la ruptura dinámica pueden, de hecho, albergar terremotos, como resultado de la activación de mecanismos de debilitamiento por fricción cosísmica».
El estudio explora el papel y la reacción de la gubia de roca, un material granular del tamaño de un micrómetro, a la actividad sísmica. Para simular el efecto de la excavación de rocas en la propagación de un terremoto, el equipo utilizó el llamado túnel de viento sismológico de Caltech. La instalación, que existe desde 1999, permite a los ingenieros y científicos estudiar grandes terremotos en una escala en miniatura.
Simulación
Para simular un terremoto, el equipo primero cortó por la mitad un bloque transparente de un metro de un tipo de plástico conocido como Homalite. Las propiedades de este material permiten la nucleación de ruptura dinámica dentro de muestras tan pequeñas como decenas de centímetros de diámetro; estudiar estos efectos en la roca requeriría muestras de decenas de metros de tamaño.
«A fines de la década de 1990, cuando estábamos diseñando el ‘túnel de viento sismológico’, nunca podríamos haber imaginado su éxito en el descubrimiento de un espectro tan rico de fenómenos físicos relacionados con los procesos de origen de terremotos por fricción y que tales fenómenos podrían escalarse rigurosamente para explicar comportamiento de los terremotos naturales que ocurren en escalas de longitud enormemente diferentes en todo el mundo», dice el coautor Ares Rosakis. «Este es un testimonio del tremendo poder de la disciplina de la mecánica».
A continuación, el equipo planea estudiar los efectos de los fluidos, que están presentes de forma natural en la corteza terrestre, sobre el comportamiento de fricción de la gubia.
