A menudo se pregunta a los climatólogos: "¿El cambio climático está fortaleciendo los huracanes?", Pero no pueden dar una respuesta definitiva porque el registro mundial de huracanes solo se remonta a los albores de la era satelital. Pero ahora, una intersección de disciplinas:sismología, ciencias atmosféricas y oceanografía: ofrece una fuente de datos sin explotar: el registro sísmico continuo, que se remonta a principios del siglo XX.
Un equipo internacional de investigadores ha encontrado una nueva forma de identificar el movimiento y la intensidad de los huracanes, tifones y otros ciclones tropicales al rastrear la forma en que sacuden el fondo marino, como se registra en los sismómetros en las islas y cerca de la costa. Después de mirar 13años de datos del noroeste del Océano Pacífico, han encontrado correlaciones estadísticamente significativas entre los datos sísmicos y las tormentas. Su trabajo fue publicado el 15 de febrero en la revista Letras de la Tierra y de la Ciencia Planetaria .
El grupo de expertos fue reunido por Lucia Gualtieri, de la Universidad de Princeton, asociada de investigación postdoctoral en geociencias, y Salvatore Pascale, investigador asociado en ciencias atmosféricas y oceánicas.
La mayoría de las personas asocian la sismología con los terremotos, dijo Gualtieri, pero la gran mayoría del registro sísmico muestra movimientos de baja intensidad de una fuente diferente: los océanos. "Un sismograma es básicamente el movimiento de la tierra. Registra terremotos, porque unel terremoto hace temblar el suelo. Pero también registra todos los pequeños movimientos ", desde pasar trenes hasta huracanes". Los tifones se muestran muy bien en el registro ", dijo."
Debido a que no hay forma de saber cuándo ocurrirá un terremoto, los sismómetros funcionan constantemente, siempre listos para registrar la llegada dramática de un terremoto. Entre estos eventos de temblor de tierra, rastrean el ruido de fondo del planeta. Hasta hace unos 20 años, los geofísicos descartaron este ruido de baja intensidad como ruido, dijo Gualtieri.
"¿Qué es el ruido? El ruido es una señal que no entendemos", dijo Pascale, quien también es investigador científico asociado en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la Administración Nacional y Oceánica y Atmosférica.
Así como los astrónomos han descubierto que la estática entre las estaciones de radio nos da información sobre el fondo cósmico, los sismólogos han descubierto que el "ruido" de bajo nivel registrado por los sismogramas es la firma de las tormentas oceánicas impulsadas por el viento, el efecto acumulativo de las olaschocando en playas de todo el planeta o chocando entre sí en mar abierto.
Una ola oceánica que actúa sola no es lo suficientemente fuerte como para generar una firma sísmica en las frecuencias que estaba examinando, explicó Gualtieri, porque las olas oceánicas típicas solo afectan los pocos pies superiores del mar ". El movimiento de las partículas decae exponencialmente con la profundidad, por lo queen el fondo marino no se ve nada ", dijo." El mecanismo principal para generar anormalidades sísmicas a partir de un tifón es tener dos olas oceánicas interactuando entre sí ". Cuando dos olas chocan, generan una presión vertical que puede alcanzar elfondo marino y agitar un sismómetro cercano.
Cuando una tormenta es lo suficientemente grande, y las tormentas clasificadas como huracanes o tifones lo son, dejará un registro sísmico que dura varios días. Investigadores anteriores han rastreado con éxito grandes tormentas individuales en un sismograma, pero Gualtieri llegó a la pregunta dellado opuesto: ¿puede un sismograma encontrar alguna tormenta grande en el área?
Gualtieri y sus colegas encontraron un acuerdo estadísticamente significativo entre la ocurrencia de ciclones tropicales y señales sísmicas de gran amplitud y larga duración con períodos cortos, entre tres y siete segundos, llamados "microsismos secundarios". También pudieron calcular ella fuerza de los tifones a partir de estos "microsismos secundarios", o pequeñas fluctuaciones, que correlacionaron con éxito con la intensidad observada de las tormentas.
En resumen, el registro sísmico tenía suficientes datos para identificar cuándo ocurrieron los tifones y qué tan fuertes fueron.
Hasta ahora, los investigadores se han centrado en el océano frente a la costa de Asia debido a sus poderosos tifones y su buena red de estaciones sísmicas. Sus próximos pasos incluyen refinar su método y examinar otras cuencas de tormentas, comenzando por el Caribe y el Pacífico Oriental.
Y luego abordarán el registro sísmico histórico: "Cuando tenemos un método muy definido y lo hemos aplicado a todas estas otras regiones, queremos comenzar a retroceder en el tiempo", dijo Gualtieri.
Si bien la información global sobre tormentas se remonta solo a los primeros días de la era de los satélites, a fines de los años 60 y principios de los 70, se crearon los primeros sismogramas modernos en la década de 1880. Desafortunadamente, los registros más antiguos solo existen en papel y pocos registros históricoshan sido digitalizados
"Si todos estos datos pueden estar disponibles, podríamos tener registros que se remontan a más de un siglo, y luego podríamos intentar ver cualquier tendencia o cambio en la intensidad de los ciclones tropicales durante un siglo o más", dijo Pascale ".Es muy difícil establecer tendencias en la intensidad de los ciclones tropicales: ver el impacto del calentamiento global. Los modelos y las teorías sugieren que deberían volverse más intensos, pero es importante encontrar evidencia de observación ".
"Esta nueva técnica, si se puede demostrar que es válida en todas las cuencas propensas a los ciclones tropicales, alarga efectivamente la era de los satélites", dijo Morgan O'Neill, becario posdoctoral de TC Chamberlin en geociencias de la Universidad de Chicago, que fueno participa en esta investigación. "Extiende el período de tiempo durante el cual tenemos cobertura global de la ocurrencia e intensidad de ciclones tropicales", dijo.
La capacidad de los investigadores para correlacionar los datos sísmicos con la intensidad de la tormenta es vital, dijo Allison Wing, profesora asistente de ciencias terrestres, oceánicas y atmosféricas en la Universidad Estatal de Florida, que no participó en esta investigación ".ciclones, lo que controla su variabilidad y su respuesta al clima y al cambio climático, tener más datos es mejor, en particular los datos que pueden informarnos sobre la intensidad, lo que parece hacer su método ... Nos ayuda a limitar el rango devariabilidad que puede tener la intensidad del huracán "
Dijo que esta conexión entre tormentas y sismicidad comenzó cuando Gualtieri decidió jugar con datos de huracanes en su tiempo libre, pero cuando superpuso los datos de huracanes sobre los datos sísmicos, supo que estaba en algo ". Dije"Wow, hay algo más que solo jugar. Comunicémonos con alguien que pueda ayudar "
Su equipo de investigación finalmente llegó a incluir un segundo sismólogo, dos científicos atmosféricos y un estadístico. "La parte más difícil fue establecer comunicaciones con científicos de diferentes orígenes", dijo Pascale. "A menudo, en diferentes campos de la ciencia, hablamosdiferentes dialectos, diferentes dialectos científicos "
Una vez que desarrollaron un "dialecto compartido", dijo, comenzaron a hacer descubrimientos emocionantes.
"Así es como evoluciona la ciencia", dijo Pascale. "Históricamente, siempre ha sido así. Las disciplinas primero evolucionan dentro de su propio reino, luego nace un nuevo campo".
El artículo, "La firma persistente de los ciclones tropicales en el ruido sísmico ambiental" por Lucia Gualtieri, Suzana Camargo, Salvatore Pascale, Flavio Pons y Göran Ekström, fue publicado el 15 de febrero en la revista Letras de la Tierra y de la Ciencia Planetaria . La investigación de Gualtieri fue apoyada por una beca posdoctoral del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty, la Universidad de Princeton y la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah. Camargo recibió el apoyo de las subvenciones NOAA NA15OAR4310095 y NA16OAR4310079. Pascale recibió el apoyo de la subvención del Instituto Cooperativo NOAA para la Ciencia del ClimaNA14OAR4320106. Esta es la contribución número 8172 de Lamont-Doherty.
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Materiales proporcionados por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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