Cómo las líneas de falla en un fregadero de cocina están cambiando lo que sabemos sobre geología

En un nuevo artículo publicado recientemente en la revista Geologíainvestigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst dieron a conocer un modelo físico que ofrece una visión de resolución temprana de las tasas de deslizamiento de las fallas, que es la probabilidad de que se produzcan terremotos.

Cuando la mayoría de nosotros imaginamos un Línea de fallaimaginamos una grieta gigante en la tierra donde dos placas tectonicas aplastarse unos a otros. Sin embargo, cuando los geólogos piensan en fallas, ven un sistema ramificado formado por miles de fallas individuales. «Cuanto más de cerca miras», dice Michele Cooke, una de las coautoras del artículo y profesora de geociencias en UMass Amherst, «más encuentras, y cuando miras en detalle, la imagen se vuelve muy complicada».

Tal complejidad hace que sea difícil comprender con precisión lo que está sucediendo en un lugar determinado del sistema, y ​​mucho menos predecir cuándo ocurrirá un terremoto y dónde. Para desdibujar aún más la imagen, la gran mayoría de las personas están enterradas bajo pies de tierra u ocultas por la vegetación, por lo que no pueden observarse directamente. Por fin, culpa Los sistemas evolucionan a lo largo de miles, decenas de miles o incluso millones de años. Por lo tanto, los geólogos han generado tradicionalmente índices de deslizamiento generalizados para sistemas de fallas completos y han teorizado ampliamente sobre cómo evolucionan los sistemas de fallas.

En un nuevo estudio, los autores utilizaron un Modelo físico, «aproximadamente del tamaño de un fregadero de cocina», dice Hanna Elston, autora principal del artículo y estudiante de posgrado en geociencias en UMass Amherst, y lo llenó con una arcilla de caolín cuidadosamente compuesta, «sobre la consistencia del yogur griego», que se comporta como la corteza terrestre. En la parte inferior de la modelo son dos placas que se pueden mover con precisión. Luego, Elston y sus coautores cortaron cuidadosamente la arcilla para formar una falla y, en el transcurso de cuatro horas, que simularon un millón de años, movieron las placas 12 centímetros, mientras tomaban fotografías con una serie de cámaras superiores. que luego podrían analizar para descubrir las tasas de deslizamiento y la mecánica de sus fallas modeladas.

La precisión de la primera técnica de su tipo que desarrollaron Elston y sus coautores les permite rastrear las tasas de deslizamiento en ubicaciones específicas a lo largo de las fallas, con una comparación absoluta, que luego puede proporcionar un registro que los investigadores pueden llevar directamente a los estudios de campo. para estimar la tasa de deslizamiento en cualquier punto particular a lo largo de una falla.

El modelo no solo funciona de manera que refleja las fallas de la vida real, sino que permitió a Elston y sus colegas, incluidos Cooke y Alex Hatem, ahora en el Servicio Geológico de EE. UU., observar dos fenómenos diferentes que nadie más había visto antes. Primero, el modelo muestra que las tasas de deslizamiento pueden cambiar en un sitio particular de la falla a medida que evoluciona. En segundo lugar, el equipo demostró que las tasas de deslizamiento son interactivas: la tasa puede cambiar en muchos puntos diferentes a lo largo de una falla en respuesta a cambios en las tasas de deslizamiento en otras fallas cercanas.

«Este estudio nos brinda la imagen más detallada hasta el momento de cómo evolucionan las fallas, lo que podría usarse para ayudar a evaluar los peligros sísmicos», dice Elston, y es solo el comienzo. La investigación en este documento, que fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias, representa una prueba de concepto para las técnicas analíticas del equipo. En el futuro se detallará la realización de reconstrucciones en 3D de la evolución de diferentes fallas.

Una descripción general en video del modelo del equipo está disponible en YouTube: