El ruido sísmico, las vibraciones de bajo nivel causadas por todo, desde los trenes subterráneos hasta las olas que se estrellan en la playa, a menudo es algo que los sismólogos deben evitar. Lo eliminan de los modelos y crean algoritmos destinados a eliminarlo para que puedanidentificar las señales de terremotos.
Pero Tim Clements cree que podría ser una herramienta para monitorear uno de los recursos más preciados del mundo: el agua.
Clements, estudiante graduado que trabaja en el laboratorio del Profesor Asistente de Ciencias de la Tierra y Ciencias Planetarias Marine Denolle, es el autor principal de un estudio reciente que utilizó el ruido sísmico para medir el tamaño y los niveles de agua en acuíferos subterráneos en California. La técnica podríaincluso se puede usar para rastrear si los acuíferos se recuperan y cómo se recuperan después de la precipitación, y comprender los cambios geológicos que podrían ocurrir cuando se bombea agua. El estudio se describe en un artículo publicado recientemente en Cartas de investigación geofísica .
"La forma en que esto se haría comúnmente hoy sería tomar una medición en un pozo de agua subterránea", dijo Clements. "Y si tiene una red de esos pozos, puede desarrollar un modelo en el que asuma una serie de parámetros hidrológicos".... y eso le permite medir la salud del acuífero.
"Pero lo que mostramos es que podemos medir directamente estas olas que viajan a través de todo el acuífero", continuó. "Así que no tenemos que hacer esas suposiciones, porque podemos medir directamente las olas".
Utilizando esas mediciones, los investigadores pudieron medir la profundidad del agua del acuífero del Valle de San Gabriel, ubicado a las afueras de Los Ángeles, dentro de un centímetro. Los esfuerzos para medir el tamaño del acuífero estaban limitados por la red sísmica existente, dijo Clementsy, por lo tanto, solo tenían una precisión de aproximadamente un kilómetro.
"Eso nos da una manera de comenzar a pensar en el volumen", dijo Denolle. "Lo que descubrimos es que al usar este método, el volumen que calculamos que había sido bombeado fuera del acuífero era igual al volumen que se publicó".
"Lo estimamos en aproximadamente medio kilómetro cúbico", dijo Clements. "Y eso es exactamente lo que dijo el maestro de agua de San Gabriel que bombearon durante la sequía para satisfacer la demanda".
Esa sequía, dijo Clements, fue una de las razones por las que los investigadores eligieron enfocarse en el Valle de San Gabriel.
"Habían experimentado una sequía masiva en los últimos cinco años, y hay más de 1 millón de personas que viven en esta área relativamente pequeña a las afueras de Los Ángeles que dependen del agua subterránea para todas sus necesidades de uso del agua", dijo.En los últimos cinco años, habían perdido una gran cantidad de agua subterránea, y eso tiene un alto costo financiero, por lo que nuestro objetivo era entender si podemos usar las ondas sísmicas para comprender qué está sucediendo con el acuífero ".
La región también está equipada con una red de sismógrafos, dijo, lo que hace que sea relativamente fácil obtener datos de ruido sísmico y usarlos para examinar el acuífero.
Si bien el estudio no fue el primero en tener la idea de utilizar el ruido sísmico para estudiar el agua subterránea, Denolle dijo que los esfuerzos anteriores se vieron obstaculizados porque confiaban en una señal que era relativamente débil en comparación con factores ambientales como la temperatura y la presión.
"Esta fue una señal grande que vimos", dijo. "El acuífero oscilaba con 20 metros de cambios en la altura del agua en un par de años, por lo que es una señal más grande que cualquier influencia ambiental".
El sistema también podría ser una herramienta útil para cualquier persona involucrada en la gestión de los recursos hídricos, dijo Clements, porque puede brindarles una visión de momento a momento de lo que está sucediendo exactamente en un acuífero subterráneo.
"Esto podría usarse para la gestión del agua", dijo Clements. "En este estudio, analizamos unos 17 años de datos, de 2000 a 2017, pero en el futuro esto podría usarse en una aplicación de gestión del agua, por lo que podríaobtener una imagen de lo que sucede con el acuífero a diario "
Además de proporcionar mediciones de aguas subterráneas, la técnica también se puede utilizar para monitorear la salud de un acuífero a lo largo del tiempo.
"Si tuviéramos los datos, podríamos ser capaces de usar esta tecnología para mirar hacia atrás a cómo se veían los acuíferos en el pasado y estudiar la evolución a largo plazo de un acuífero", dijo Denolle. "Uno de los desafíos para las personas queadministrar los recursos hídricos es si los acuíferos aún responden de manera elástica, lo que significa que podemos recargarlo con la misma capacidad de almacenamiento o si está perdiendo capacidad con el tiempo a medida que bombeamos agua. Usando ondas sísmicas, podemos descubrir potencialmente si estos acuíferos son elásticos o no."
En el futuro, dijo Clements, planea buscar formas de mejorar la resolución del sistema tanto a nivel micro como macro.
Trabajando en colaboración con la facultad de la Universidad de Tufts, instaló pozos y sismómetros en el campus para rastrear los cambios a medida que el agua subterránea se bombea a la superficie para regar los campos deportivos. Otros esfuerzos se centran en usar la red de sismómetros existente en California para mejorar las formas de medirEl tamaño total de los acuíferos.
Esta investigación fue apoyada con fondos de la Universidad de Harvard.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :