Los recientes hallazgos de geólogos del MIT han revelado información crucial sobre el destino de la energía liberada durante un terremoto. A través de experimentos de “mini temblores” en un entorno controlado, los investigadores han logrado cuantificar cómo se distribuye esta energía entre el calor, la vibración y la fractura de las rocas subterráneas.
El estudio indica que solo aproximadamente el 10 por ciento de la energía generada en un temblor de laboratorio se traduce en sacudidas físicas. Un porcentaje aún menor, menos del 1 por ciento, se destina a romper rocas y crear nuevas superficies. Sorprendentemente, alrededor del 80 por ciento de la energía se convierte en calor en la zona inmediata alrededor del epicentro del terremoto. De hecho, los investigadores observaron que estos pequeños temblores pueden generar picos de temperatura lo suficientemente altos como para fundir materiales circundantes.
Análisis del presupuesto energético de los sismos
Los geólogos también identificaron que el presupuesto energético de un terremoto está influenciado por la historia de deformación de una región; es decir, cómo las rocas han sido desplazadas y alteradas por movimientos tectónicos previos. Según Daniel Ortega-Arroyo, estudiante graduado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT, “la historia de deformación —esencialmente lo que la roca recuerda— influye realmente en cuán destructivo puede ser un terremoto”. Esta memoria geológica afecta las propiedades materiales de las rocas y determina cómo se deslizarán durante un evento sísmico.
Las simulaciones realizadas en el laboratorio son análogas simplificadas a lo que ocurre durante un terremoto natural. Los resultados podrían ayudar a los sismólogos a predecir la probabilidad de futuros sismos en áreas propensas a eventos sísmicos. Conocer cuánto movimiento generó un terremoto anterior podría permitir estimar cómo esa energía afectó a las rocas más profundas, ya sea fundiéndolas o rompiéndolas, lo cual podría revelar cuán vulnerables son estas regiones ante futuros temblores.
Técnicas innovadoras para simular sismos
A lo largo de siete años, el equipo del MIT ha desarrollado métodos e instrumentación para simular eventos sísmicos a escala microscópica con el fin de entender cómo podrían manifestarse los terremotos a gran escala. Ortega-Arroyo señala: “Nos estamos enfocando en lo que sucede a una escala muy pequeña, donde podemos controlar muchos aspectos del fallo y tratar de comprenderlo antes de hacer cualquier extrapolación a la naturaleza”.
Para su estudio reciente, los científicos generaron temblores miniatura que simulan el deslizamiento sísmico de rocas a lo largo de una falla. Utilizaron muestras pequeñas de granito, representativas de las rocas en la capa sísmica donde normalmente ocurren los terremotos. Al triturar el granito hasta convertirlo en un polvo fino y mezclarlo con partículas magnéticas más finas, lograron crear un termómetro interno para medir cambios térmicos.
Los investigadores colocaron muestras del granito pulverizado entre dos pequeños pistones y aplicaron presión creciente similar a la que experimentan las rocas en las capas más profundas del terreno. Mediante sensores piezoeléctricos diseñados específicamente para este propósito, midieron cualquier sacudida resultante al aumentar el estrés sobre las muestras.
Resultados significativos sobre la energía sísmica
A partir de sus observaciones, determinaron que cerca del 80 por ciento de la energía liberada durante estos experimentos se convertía en calor, mientras que solo el 10 por ciento provocaba sacudidas y menos del 1 por ciento, fracturas en las rocas. En algunos casos, los investigadores detectaron temperaturas que alcanzaban hasta 1,200 grados Celsius, antes de enfriarse rápidamente tras detenerse el movimiento.
Mat?j Pe?, profesor asociado de geofísica en el MIT, afirma: “Nuestros experimentos ofrecen un enfoque integrado que proporciona una visión completa sobre la física relacionada con rupturas similares a terremotos en las rocas”. Este trabajo no solo avanza nuestro entendimiento sobre los procesos sísmicos sino que también tiene implicaciones importantes para mejorar modelos actuales sobre terremotos y estrategias para mitigar riesgos naturales.
Dicha investigación cuenta con el apoyo parcial de la National Science Foundation.
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