Relámpago - uno, dos, tres - y truenos. Durante siglos, las personas han estimado la distancia de una tormenta desde el tiempo entre los relámpagos y los truenos. Cuanto mayor es el intervalo de tiempo entre las dos señales, más lejos está el observadordesde la ubicación del rayo. Esto se debe a que el rayo se propaga a la velocidad de la luz casi sin demora, mientras que el trueno se propaga a una velocidad de sonido mucho más lenta de alrededor de 340 metros por segundo.
Los terremotos también envían señales que se propagan a la velocidad de la luz 300,000 kilómetros por segundo y pueden registrarse mucho antes de las ondas sísmicas relativamente lentas aproximadamente 8 kilómetros por segundo. Sin embargo, las señales que viajan a la velocidad de la luzno son rayos, sino cambios repentinos en la gravedad causados por un cambio en la masa interna de la Tierra. Solo recientemente, estas llamadas señales PEGS PEGS = Señales de elasto-gravedad inmediata fueron detectadas por mediciones sísmicas. Con la ayuda de estas señales, es posible detectar un terremoto muy temprano antes de la llegada del terremoto destructivo o las olas del tsunami.
Sin embargo, el efecto gravitacional de este fenómeno es muy pequeño. Asume menos de una billonésima parte de la gravedad de la Tierra. Por lo tanto, las señales PEGS solo se pueden registrar para los terremotos más fuertes. Además, el proceso de su generación es complejo:no solo se generan directamente en la fuente del terremoto, sino también continuamente a medida que las ondas del terremoto se propagan a través del interior de la tierra.
Hasta ahora, no ha habido un método directo y exacto para simular de manera confiable la generación de señales PEGS en la computadora. El algoritmo ahora propuesto por los investigadores de GFZ en torno a Rongjiang Wang puede calcular señales PEGS con alta precisión y sin mucho esfuerzo por primera veztiempo. Los investigadores también pudieron demostrar que las señales permiten sacar conclusiones sobre la fuerza, la duración y el mecanismo de terremotos muy grandes. El estudio fue publicado en la revista Letras de la Tierra y de la Ciencia Planetaria .
Un terremoto desplaza abruptamente las losas de roca en el interior de la tierra y, por lo tanto, cambia la distribución de masa en la tierra. En terremotos fuertes, este desplazamiento puede ascender a varios metros ". Dado que la gravedad que se puede medir localmente depende de la distribución de masacerca del punto de medición, cada terremoto genera un cambio de gravedad pequeño pero inmediato ", dice Rongjiang Wang, coordinador científico del nuevo estudio.
Sin embargo, cada terremoto también genera ondas en la tierra misma, lo que a su vez cambia la densidad de las rocas y, por lo tanto, la gravitación un poco por un corto tiempo: la gravedad de la tierra oscila en cierta medida en sincronía con el terremoto. Además, esta gravedad oscilante produce un efecto de fuerza a corto plazo sobre la roca, que a su vez desencadena ondas sísmicas secundarias. Algunas de estas ondas sísmicas secundarias activadas gravitacionalmente se pueden observar incluso antes de la llegada de las ondas sísmicas primarias.
"Nos enfrentamos al problema de integrar estas interacciones múltiples para hacer estimaciones y predicciones más precisas sobre la intensidad de las señales", dice Torsten Dahm, jefe de la sección Física de terremotos y volcanes en GFZ ". Rongjiang Wang tuvo la ingeniosa ideade adaptar un algoritmo que habíamos desarrollado anteriormente para el problema PEGS, y lo hemos logrado "
"Primero aplicamos nuestro nuevo algoritmo al terremoto de Tohoku en Japón en 2011, que también fue la causa del tsunami de Fukushima", dice Sebastian Heimann, desarrollador de programas y analista de datos en GFZ. "Allí, las mediciones de la fuerza delLa señal PEGS ya estaba disponible. La consistencia era perfecta. Esto nos dio certeza para la predicción de otros terremotos y el potencial de las señales para nuevas aplicaciones ".
En el futuro, al evaluar los cambios en la gravedad a muchos cientos de kilómetros del epicentro de un terremoto en la costa, este método podría usarse para determinar, incluso durante el terremoto en sí, si hay un terremoto fuerte que pueda desencadenarun tsunami, según los investigadores. "Sin embargo, todavía queda un largo camino por recorrer", dice Rongjiang Wang. "Los instrumentos de medición actuales aún no son lo suficientemente sensibles, y las señales de interferencia inducidas por el medio ambiente son demasiado grandes para que las señales PEGS seandirectamente integrado en un sistema de alerta temprana de tsunami en funcionamiento "
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Materiales proporcionado por GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centro Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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