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Fuerzas subterráneas profundas de “derretimiento de rocas” explican los terremotos en la falla de San Andrés


Las fuerzas de derretimiento de rocas que ocurren mucho más profundamente en la Tierra de lo que se pensaba anteriormente parecen impulsar temblores a lo largo de un segmento notorio de la falla de San Andrés en California, según el nuevo USC investigación que ayuda a explicar cómo ocurren los terremotos.

El estudio del campo emergente de la física de los terremotos analiza la mecánica del temblor de abajo hacia arriba, en lugar de de arriba hacia abajo, con un enfoque en las rocas subterráneas, la fricción y los fluidos. En el segmento de la falla de San Andrés cerca de Parkfield, California, las excitaciones subterráneas, más allá de las profundidades donde se monitorean típicamente los terremotos, conducen a una inestabilidad que se rompe en un terremoto.

“La mayor parte de la sismicidad de California se origina en las primeras 10 millas de la corteza, pero algunos temblores en la falla de San Andrés ocurren mucho más profundamente”, dijo Sylvain Barbot, profesor asistente de ciencias de la Tierra en la Facultad de Letras, Artes y Ciencias de la USC Dornsife. “Se desconoce en gran medida por qué y cómo sucede esto. Mostramos que una sección profunda de la falla de San Andrés se rompe con frecuencia y derrite las rocas anfitrionas, generando estas ondas sísmicas anómalas “. El estudio recién publicado aparece en Avances científicos. Barbot, el autor correspondiente, colaboró ​​con Lifeng Wang de la Administración de Terremotos de China en China.

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Los hallazgos son importantes porque ayudan a avanzar en el objetivo a largo plazo de comprender cómo y dónde es probable que ocurran los terremotos, junto con las fuerzas que desencadenan los temblores. Una mejor comprensión científica ayuda a informar los códigos de construcción, las políticas públicas y la preparación para emergencias en áreas asoladas por terremotos como California. Los hallazgos también pueden ser importantes en aplicaciones de ingeniería donde la temperatura de las rocas cambia rápidamente, como por fracturación hidráulica.

Parkfield fue elegido porque es uno de los epicentros más monitoreados del mundo. La falla de San Andrés atraviesa la ciudad y se rompe regularmente con terremotos importantes. Los terremotos de magnitud 6 han sacudido la sección de Parkfield de la falla a intervalos bastante regulares en 1857, 1881, 1901, 1922, 1934, 1966 y 2004, según el Servicio Geológico de EE. UU. A mayores profundidades, ocurren temblores más pequeños cada pocos meses. Entonces, ¿qué está sucediendo en las profundidades de la Tierra para explicar la rápida recurrencia del terremoto?

Usando modelos matemáticos y experimentos de laboratorio con rocas, los científicos llevaron a cabo simulaciones basadas en la evidencia recopilada de la sección de la falla de San Andrés que se extiende hasta 36 millas al norte y 16 millas debajo de Parkfield. Simularon la dinámica de la actividad de fallas en las profundidades de la Tierra durante 300 años para estudiar una amplia gama de tamaños y comportamientos de ruptura.

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Los investigadores observaron que, después de que termina un gran terremoto, las placas tectónicas que se unen en el límite de la falla se establecen en una fase de avance y adaptación. Durante un hechizo, se deslizan unos sobre otros, un deslizamiento lento que causa poca perturbación en la superficie.

Pero esta armonía oculta los problemas que se están gestando. Gradualmente, el movimiento a través de trozos de granito y cuarzo, el lecho de roca de la Tierra, genera calor debido a la fricción. A medida que el calor se intensifica, los bloques de roca comienzan a cambiar. Cuando la fricción empuja las temperaturas por encima de 650 grados Fahrenheit, los bloques de roca se vuelven menos sólidos y más fluidos. Comienzan a deslizarse más, generando más fricción, más calor y más fluidos hasta que se cruzan rápidamente, provocando un terremoto.

“Al igual que frotarse las manos en un clima frío para calentarlas, las fallas se calientan cuando se deslizan. Los movimientos de falla pueden ser causados ​​por grandes cambios de temperatura ”, dijo Barbot. “Esto puede crear una retroalimentación positiva que los haga deslizarse aún más rápido, generando eventualmente un terremoto”.

Es una forma diferente de ver la falla de San Andrés. Los científicos generalmente se enfocan en el movimiento en la parte superior de la corteza terrestre, anticipando que su movimiento a su vez reajusta las rocas en las profundidades. Para este estudio, los científicos analizaron el problema de abajo hacia arriba.

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“Es difícil hacer predicciones”, agregó Barbot, “así que en lugar de predecir solo terremotos, estamos tratando de explicar todos los diferentes tipos de movimiento que se ven en el suelo”.

El estudio fue apoyado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (NSFC-41674067 y NSFC-U1839211) y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (EAR-1848192).

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