El subsuelo de la Tierra es un lugar extremadamente activo, donde los movimientos y la fricción de las placas en las profundidades de la tierra dan forma a nuestro paisaje y gobiernan la intensidad de los peligros de arriba. Mientras que los movimientos de la Tierra durante terremotos y erupciones volcánicas han sido registrados por instrumentos delicados, analizados por investigadoresy restringidos por ecuaciones matemáticas, no cuentan toda la historia de las placas cambiantes debajo de nuestros pies.
Durante las últimas dos décadas, el advenimiento del sistema de posicionamiento global, incluidos los receptores con sensores extremadamente sensibles que capturan milímetros de movimiento, ha hecho que los científicos sean conscientes de los fenómenos similares a los terremotos que han sido difíciles de desenredar.llamados eventos de deslizamiento lento o terremotos de movimiento lento: deslizamiento que ocurre durante semanas a la vez sin que los humanos lo sepan en la superficie.
Estos eventos de deslizamiento lento ocurren en todo el mundo y posiblemente ayudan a provocar terremotos más grandes. Los eventos de deslizamiento lento más grandes ocurren en zonas de subducción, donde una placa tectónica se sumerge debajo de otra, formando montañas y volcanes a lo largo de millones de años. Nuevas simulaciones por computadora producidaspor investigadores de la Universidad de Stanford y publicado en línea el 15 de junio en el Revista de Mecánica y Física de los Sólidos puede explicar estos movimientos ocultos.
"El deslizamiento lento es un fenómeno tan intrigante. Los eventos de deslizamiento lento están tan extendidos y realmente tan inexplicables que son un rompecabezas que se nos presenta como científicos que todos queremos resolver", dijo el coautor del estudio Eric Dunham,profesor asociado de geofísica en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford Stanford Earth. "Hemos sabido sobre el deslizamiento lento durante casi 20 años y todavía no hay una gran comprensión de por qué sucede".
sigiloso pero fuerte
Estos eventos son especialmente difíciles de explicar debido a su naturaleza inestable pero lenta. La falla no se desliza de manera constante, sino que se desliza periódicamente, se acelera, pero nunca llega al punto donde envía ondas sísmicas lo suficientemente grandes como para que los humanos las detecten.
A pesar de su naturaleza sigilosa, los eventos de deslizamiento lento pueden acumularse. En una corriente de hielo en la Antártida, los eventos de deslizamiento lento ocurren dos veces al día, duran 30 minutos y son equivalentes a terremotos de magnitud 7.0, dijo Dunham.
Los investigadores creen que los cambios en la fricción explican qué tan rápido se desliza la roca a ambos lados de la falla. Teniendo esto en cuenta, asumieron que los eventos de deslizamiento lento comenzaron como terremotos, con un tipo de fricción conocida como debilitamiento de la velocidad que hace que el deslizamiento sea fundamentalmente inestable.muchos experimentos de fricción de laboratorio contradecían esa idea. En cambio, descubrieron que las rocas de regiones de deslizamiento lento muestran un tipo de fricción más estable conocido como fortalecimiento de la velocidad, ampliamente pensado para producir deslizamiento estable. Las nuevas simulaciones por computadora resolvieron esta inconsistencia al mostrar cuán lentoel deslizamiento puede surgir con una fricción aparentemente opuesta que fortalece la velocidad.
"Un puñado de estudios ha demostrado que hay formas de desestabilizar la fricción para fortalecer la velocidad. Sin embargo, hasta nuestro artículo, nadie se había dado cuenta de que si simulaba estas inestabilidades, en realidad se convierten en un deslizamiento lento, no se convierten enterremotos ", según el autor principal Elias Heimisson, candidato a doctorado en Stanford Earth." También identificamos un nuevo mecanismo para generar inestabilidades de deslizamiento lento ".
Leyes de la física
El grupo de investigación de Dunham aborda preguntas sin respuesta sobre la Tierra al considerar todos los procesos físicos posibles que podrían estar en juego. En este caso, se producen fallas en rocas que están saturadas de líquido, dándoles lo que se conoce como una naturaleza poroelástica en la que los porospermitir que la roca se expanda y contraiga, lo que cambia la presión del fluido. El grupo tenía curiosidad acerca de cómo esos cambios en la presión pueden cambiar la resistencia a la fricción en las fallas.
"En este caso, no comenzamos este proyecto para explicar los eventos de deslizamiento lento, comenzamos porque sabíamos que las rocas tienen esta naturaleza poroelástica y queríamos ver qué consecuencias tenía", dijo Dunham.nunca pensé que daría lugar a eventos de deslizamiento lento y nunca pensamos que desestabilizaría las fallas con este tipo de fricción ".
Con estas nuevas simulaciones que explican la naturaleza porosa de la roca, el grupo descubrió que a medida que las rocas se exprimen y los fluidos no pueden escapar, la presión aumenta. Ese aumento de presión reduce la fricción, lo que lleva a un evento de deslizamiento lento.
"La teoría es de alto nivel", dijo Heimisson. "Vemos estas cosas interesantes cuando se tiene en cuenta la poroelasticidad y la gente puede querer usarla más ampliamente en modelos de ciclos sísmicos o terremotos específicos".
Heimisson creará una simulación 3D basada en esta teoría como investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California.
Martin Almquist, investigador postdoctoral en el Departamento de Geofísica, es coautor del estudio.
La investigación fue apoyada por el Consorcio de Stanford para la sismicidad inducida y activada, el Centro de Terremotos del Sur de California, la sede de la NASA bajo el Programa de Becas de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la NASA y la Fundación Knut y Alice Wallenberg.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Danielle T. Tucker. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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