Todos los años, los terremotos en todo el mundo cobran cientos o incluso miles de vidas. La advertencia anticipada permite a las personas dirigirse hacia la seguridad y en cuestión de segundos podría significar la diferencia entre la vida y la muerte. Los investigadores de UTokyo demuestran un nuevo método de detección de terremotos: su técnica explota una revelación sutilseñales gravitacionales que viajan por delante de los temblores. La investigación futura podría impulsar los sistemas de alerta temprana.
La conmoción del terremoto de Tohoku de 2011 en el este de Japón todavía resuena para muchos. Causó una devastación inimaginable, pero también generó grandes cantidades de datos sísmicos y de otro tipo. Años después, los investigadores aún extraen estos datos para mejorar modelos y encontrar nuevas formas deúselo, lo que podría ayudar a las personas en el futuro. Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación del Terremoto ERI de la Universidad de Tokio encontró algo en estos datos que podría ayudar al campo de la investigación y que algún día podría incluso salvar vidas.
Todo comenzó cuando el profesor asociado de ERI Shingo Watada leyó un interesante artículo de física sobre un tema no relacionado por J. Harms del Istituto Nazionale di Fisica Nucleare en Italia. El artículo sugiere gravímetros, sensores que miden la fuerza de la gravedad local, podríanteóricamente detectar terremotos.
"Esto me hizo pensar", dijo Watada. "Si tenemos suficientes datos sísmicos y gravitacionales de la época y colocamos un gran terremoto, podríamos aprender a detectar terremotos con gravímetros y sismómetros. Esta podría ser una herramienta importantepara futuras investigaciones de fenómenos sísmicos "
La idea funciona así. Los terremotos ocurren cuando un punto a lo largo del borde de una placa tectónica que comprende la superficie de la tierra hace un movimiento repentino. Esto genera ondas sísmicas que irradian desde ese punto a 6-8 kilómetros por segundo. Estas ondas transmiten energíaa través de la tierra y alterar rápidamente la densidad del material subsuperficial que atraviesan. El material denso imparte una atracción gravitacional ligeramente mayor que el material menos denso. A medida que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz, los gravímetros sensibles pueden detectar estos cambios de densidad antes de las ondas sísmicas'llegada.
"Esta es la primera vez que alguien muestra señales de terremoto definitivas con un método de este tipo. Otros han investigado la idea, pero no han encontrado señales confiables", elaboró Masaya Kimura, graduada de ERI. "Nuestro enfoque es único ya que examinamos un rango más amplio desensores activos durante el terremoto de 2011. Y utilizamos métodos de procesamiento especiales para aislar señales gravitacionales silenciosas de los datos ruidosos ".
Japón es famoso por su actividad sísmica, por lo que no sorprende que haya una amplia red de instrumentos sísmicos en tierra y mar en la región. Los investigadores utilizaron una variedad de datos sísmicos de estos y también gravímetros superconductores SG en Kamioka, Prefectura de Gifuy Matsushiro, Prefectura de Nagano, en el centro de Japón.
El análisis de la señal que realizaron fue extremadamente confiable al calificar lo que los científicos llaman una precisión de 7 sigma, lo que significa que solo hay una probabilidad de uno en un billón de que un resultado sea incorrecto. Este hecho ayuda en gran medida a probar el concepto y será útilen la calibración de futuros instrumentos construidos específicamente para ayudar a detectar terremotos. El profesor asociado Masaki Ando del Departamento de Física inventó un nuevo tipo de gravímetro, la antena de barra de torsión TOBA, que pretende ser el primero de dichos instrumentos.
"Los SG y los sismómetros no son ideales ya que los sensores dentro de ellos se mueven junto con el instrumento, que casi cancela las señales sutiles de los terremotos", explicó el profesor asociado de ERI Nobuki Kame. "Esto se conoce como un elevador de Einstein, o el principio de equivalencia.Sin embargo, el TOBA superará este problema. Detecta cambios en el gradiente de gravedad a pesar del movimiento. Fue diseñado originalmente para detectar ondas gravitacionales del Big Bang, como terremotos en el espacio, pero nuestro propósito es más realista ".
El equipo sueña con una red de TOBA distribuida alrededor de las regiones sísmicamente activas, un sistema de alerta temprana que podría alertar a las personas 10 segundos antes de que lleguen las primeras olas de un epicentro a 100 km de distancia. Muchas muertes por terremotos ocurren cuando las personas son atrapadas ...vigile dentro de los edificios que se derrumban sobre ellos. Imagine la diferencia que 10 segundos podrían hacer. Esto llevará tiempo, pero los investigadores continuamente refinan modelos para mejorar la precisión del método para su uso eventual en el campo.
Esta investigación fue apoyada por JSPS KAKENHI JP15K13559, JP16K05532, JP18J21734 y MEXT a través del Programa para las principales escuelas de posgrado y el Programa de observación e investigación de peligros de terremotos y volcanes.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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