Una vez que se tritura, corta o fractura una roca, no hay repeticiones. Es un hecho que significa que los geocientíficos deben tener especial cuidado con las muestras de rocas que pueden sacrificar para los experimentos de física y las que deben permanecer en el estante.
Un equipo de investigadores de geociencias de la Universidad de Texas en Austin está trabajando para cambiar eso con un nuevo método para crear réplicas digitales de muestras de rocas que es más preciso y más simple de usar que otras técnicas.
Las réplicas digitales pueden tomar el lugar de la cosa real en ciertos experimentos, lo que permite a los científicos aprender sobre muestras de rocas sin tener que tocarlas. También permiten a los científicos recolectar datos de muestras que son demasiado pequeñas para ejecutar ciertos experimentos, comocomo recortes que aparecen al perforar en busca de petróleo.
"Ahora no tenemos que llevar una piedra al laboratorio", dijo Ken Ikeda, un estudiante graduado de la Escuela de Geociencias de UT Jackson. "No tenemos que arriesgar una muestra, no hay forma de arruinarla. "
Ikeda es el autor principal de un artículo publicado en Revista de investigación geofísica - Tierra sólida el 14 de abril de 2020, que describe el nuevo método. La investigación fue realizada en su totalidad por investigadores de la Escuela Jackson en el Departamento de Ciencias Geológicas, siendo los otros dos autores el estudiante graduado Eric Goldfarb y Nicola Tisato, profesora asistente en elDepartamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson.
En su estudio, los investigadores probaron su método contra otros dos, comparando cómo les fue a las tres técnicas para calcular qué tan rápido las ondas sísmicas podían moverse a través de una muestra. El nuevo método se acercó más a las velocidades medidas en la muestra real, con el cálculocon un 4,5% de descuento. Los otros métodos se redujeron en un 4,7% y un 29%.
Los datos de velocidad sísmica son una herramienta fundamental utilizada por los geocientíficos para aprender sobre las formaciones rocosas subterráneas. Pero los investigadores dijeron que su método podría usarse para calcular una serie de otras propiedades importantes de las rocas, como la permeabilidad o la conductividad eléctrica.
Todas las réplicas de rocas digitales se construyen utilizando datos recopilados de una tomografía computarizada de una muestra de roca, que proporciona un registro de alta resolución de cómo la roca interactúa con los rayos X. Al analizar esa información, los investigadores pueden determinar las propiedades físicas de la muestra..
Los otros dos métodos vinieron con compensaciones de procesamiento. Uno de estos métodos puede tener en cuenta los poros y las fracturas en la muestra de roca, características que tienen una gran influencia en la elasticidad general, pero requiere un objetivo, una muestra pura del mineral.que constituye la mayor parte de la roca, para ser escaneada al mismo tiempo que la roca. El otro método no requiere un objetivo, pero no puede tener en cuenta los poros y las fracturas.
La nueva técnica evita estas compensaciones al tomar muestras de los objetivos, utilizando extremos en los datos de rayos X para encontrar fragmentos de mineral puro, algo que los investigadores llaman un "pseudobjetivo", así como fracturas y poros.
"Una roca tiene ciertas áreas que son prístinas, granos de cuarzo que son prístinos y espacios, poros, que están totalmente vacíos", dijo Tisato. "Entonces, si encuentra esos puntos, tiene puntos de calibración".
Sin necesidad de un objetivo mineral puro para acompañar una muestra, la técnica simplifica el proceso de escaneo de TC. El estudio también muestra que, cuando se trata de calcular la velocidad sísmica, la técnica es más precisa que los otros dos métodos.
Gary Mavko, profesor emérito de geofísica de la Universidad de Stanford que no participó en la investigación, dijo que el estudio ayuda a avanzar en la investigación en un campo en rápido crecimiento.
"Este trabajo representa un nuevo enfoque prometedor para la física de rocas digitales elásticas, el problema tan estudiado de predecir las propiedades elásticas efectivas de los materiales porosos de la Tierra a partir de imágenes de TC de alta resolución", dijo.
Actualmente, la nueva técnica solo se puede aplicar a muestras que están hechas principalmente de un solo mineral, como el núcleo de arenisca de Berea utilizado en el estudio. Sin embargo, hay muchas rocas fascinantes que se ajustan a los requisitos. Goldfarb dijo queha aplicado la técnica a tres meteoritos de Marte, muestras que están siendo estudiadas actualmente por el estudiante graduado de la Escuela Jackson, Scott Eckley.
El ejemplo del meteorito destaca el valor de la técnica como una forma de hacer que los especímenes raros sean más accesibles para la investigación, dijo Goldfarb. Una réplica de roca de alta calidad significa que no necesita un meteorito en su laboratorio para poder estudiar uno.
La Escuela Jackson financió la investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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