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

En un nuevo artículo publicado recientemente en la revista geologíaInvestigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst han presentado un modelo físico que ofrece una visión de alta resolución sin precedentes de las tasas de deslizamiento de fallas, que determinan la probabilidad de terremotos.

Cuando la mayoría de nosotros filmamos un archivo Línea de fallaimagina una grieta gigante en la tierra donde dos placas tectonicas chocan entre sí. Cuando los geólogos piensan en fallas, ven un sistema ramificado formado por miles de fallas individuales. «Cuanto más miras de cerca, más encuentras, y cuando miras en detalle, la imagen se vuelve muy compleja», dice Michelle Cook, una de las coautoras del artículo y profesora de ciencias de la Tierra en UMass Amherst.

Tal complejidad hace que sea difícil comprender con precisión lo que está sucediendo en un lugar determinado del sistema, y ​​mucho menos predecir cuándo y dónde ocurrirá un terremoto. Para oscurecer aún más el panorama, la gran mayoría de los defectos individuales están enterrados bajo pies de tierra o tapados por plantas y, por lo tanto, no son observables directamente. por fin, Error Los sistemas evolucionan a lo largo de miles, decenas de miles o incluso millones de años. Por lo tanto, los geólogos tradicionalmente han establecido 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 la autora principal del artículo Hanna Elston y estudiante de posgrado en ciencias de la tierra en UMass Amherst, y lo llenó con arcilla de caolín cuidadosamente formulada, «sobre la consistencia del yogur griego», muy parecido al la corteza terrestre. en la parte inferior de la Modelo Son dos placas que se pueden mover con precisión. Luego, Elston y sus colegas cortaron cuidadosamente la arcilla para formar una grieta y, en el transcurso de cuatro horas, lo que simula un millón de años, movieron las placas de 12 cm, todo mientras tomaban fotografías con una serie de cámaras superiores, que luego podían analizar. para revelar sus tasas típicas de deslizamiento y mecanismos de falla.

La precisión de la primera técnica de su tipo desarrollada por Elston y sus coautores permite rastrear las tasas de deslizamiento en ubicaciones específicas a lo largo de las fallas, con una precisión sin precedentes, lo que luego puede proporcionar un registro que los investigadores pueden comparar directamente en el campo. . Estudios para estimar la tasa de deslizamiento en cualquier punto de la falla.

El modelo no solo funciona de manera que refleja errores de la vida real, sino que ha permitido a Elston y sus colegas, incluidos Cook y Alex Hatem, ahora en el USGS, observar dos fenómenos diferentes que nadie había visto antes. Primero, el modelo muestra que las tasas de deslizamiento pueden cambiar en una ubicación particular de la falla a medida que se desarrolla. 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 las tasas de deslizamiento cambiantes en otras fallas cercanas.

«Este estudio nos brinda la imagen más precisa hasta el momento de cómo se desarrollan las fallas, que se puede usar para ayudar a evaluar el riesgo sísmico», dice Elston, y eso 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. El futuro detallará reconstrucciones en 3D de la evolución de los diversos defectos.

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