{"id":17067,"date":"2022-06-07T15:40:33","date_gmt":"2022-06-07T15:40:33","guid":{"rendered":"http:\/\/www.pasadenahoy.com\/primero\/?p=17067"},"modified":"2022-06-07T15:40:34","modified_gmt":"2022-06-07T15:40:34","slug":"los-cientificos-de-caltech-pueden-haber-descubierto-como-los-granos-de-grava-en-los-limites-de-falla-conducen-a-grandes-terremotos","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.pasadenahoy.com\/primero\/la-comunidad\/los-cientificos-de-caltech-pueden-haber-descubierto-como-los-granos-de-grava-en-los-limites-de-falla-conducen-a-grandes-terremotos\/","title":{"rendered":"Los cient\u00edficos de Caltech pueden haber descubierto c\u00f3mo los granos de grava en los l\u00edmites de falla conducen a grandes terremotos"},"content":{"rendered":"\n
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Una visualizaci\u00f3n tridimensional muestra c\u00f3mo la excavaci\u00f3n de roca puede detener una ruptura (en rojo) pero, con una combinaci\u00f3n de estr\u00e9s din\u00e1mico y debilitamiento din\u00e1mico, en \u00faltima instancia volver\u00e1 a nuclear la ruptura poco tiempo despu\u00e9s (en azul). [Cr\u00e9dito: Rubino et. al., Nature, 2022, cortes\u00eda de Caltech]<\/span><\/figcaption><\/figure><\/figure>\n\n\n\n

Al simular terremotos en un laboratorio, los ingenieros de Caltech han brindado un fuerte apoyo experimental para una forma de propagaci\u00f3n de terremotos que ahora se considera responsable del terremoto de magnitud 9.0 que devast\u00f3 la costa de Jap\u00f3n en 2011.<\/p>\n\n\n\n

A lo largo de algunas l\u00edneas de falla, que son los l\u00edmites de las placas tect\u00f3nicas, se forma una grava de grano fino a medida que las placas chocan entre s\u00ed. La influencia de esta grava en los terremotos ha sido durante mucho tiempo objeto de especulaci\u00f3n cient\u00edfica. En un nuevo art\u00edculo que aparece en la revista Nature el 1 de junio, los investigadores de Caltech muestran que la grava fina, conocida como roca perforada, primero detiene la propagaci\u00f3n de los terremotos, pero luego desencadena el renacimiento de los terremotos para generar poderosas rupturas.<\/p>\n\n\n\n

“Nuestro novedoso enfoque experimental nos ha permitido observar de cerca el proceso del terremoto y descubrir caracter\u00edsticas clave de la propagaci\u00f3n de la ruptura y la evoluci\u00f3n de la fricci\u00f3n en la excavaci\u00f3n de rocas”, dice Vito Rubino, cient\u00edfico investigador y autor principal del art\u00edculo de Nature. \u201cUno de los principales hallazgos de nuestro estudio es que las secciones de fallas que antes se pensaba que actuaban como barreras contra la ruptura din\u00e1mica pueden, de hecho, albergar terremotos, como resultado de la activaci\u00f3n de mecanismos de debilitamiento por fricci\u00f3n co-s\u00edsmicos\u201d.<\/p>\n\n\n\n

En el art\u00edculo, Rubino y sus coautores Nadia Lapusta, Lawrence A. Hanson, Jr., Profesora de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica y Geof\u00edsica, y Ares Rosakis, Profesor Theodore von K\u00e1rm\u00e1n de Aeron\u00e1utica e Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica, muestran que los llamados “estables Las fallas “progresivas” o “progresivas” no son en realidad inmunes a las rupturas importantes despu\u00e9s de todo, como se sospechaba anteriormente. Tales fallas ocurren cuando las placas tect\u00f3nicas se deslizan unas sobre otras lentamente, sin generar grandes terremotos (por ejemplo, la secci\u00f3n actualmente progresiva de la falla de San Andr\u00e9s en el centro de California).<\/p>\n\n\n\n

En cambio, la gubia de roca tiene un comportamiento complejo. Primero act\u00faa como una barrera a la ruptura, absorbiendo energ\u00eda y bloqueando su avance. Pero, cuando las placas se deslizan entre s\u00ed con una velocidad lo suficientemente alta, la interfaz de la roca se debilita y reduce dr\u00e1sticamente la fricci\u00f3n entre las dos placas, lo que provoca el resurgimiento del terremoto. Este proceso se conoce como \u201crenucleaci\u00f3n\u201d.<\/p>\n\n\n\n

“Con base en el rico cuerpo anterior de experimentos de fricci\u00f3n de rocas, sabemos que la excavaci\u00f3n de rocas puede fortalecerse con el deslizamiento de fallas y actuar como una barrera, o debilitarse y promover la ruptura de un terremoto”, dice Lapusta. \u201cSin embargo, estos comportamientos generalmente se consideran separados en el espacio, con debilitamiento y fortalecimiento en diferentes ubicaciones de fallas. Nuestros experimentos muestran c\u00f3mo estos comportamientos pueden combinarse en las mismas ubicaciones de fallas durante el mismo evento de deslizamiento, en escalas de tiempo de ruptura din\u00e1mica, lo que lleva a un deslizamiento intermitente y potencialmente convierte una barrera de falla en una regi\u00f3n propensa a terremotos\u201d.<\/p>\n\n\n\n

El estudio de Nature explora el papel y la reacci\u00f3n de la gubia de roca, un material granular del tama\u00f1o de un micr\u00f3metro, a la actividad s\u00edsmica. Para simular el efecto de la excavaci\u00f3n de rocas en la propagaci\u00f3n de un terremoto, el equipo utiliz\u00f3 el llamado t\u00fanel de viento sismol\u00f3gico de Caltech, fundado por Rosakis y el exdirector del Laboratorio Sismol\u00f3gico de Caltech, Hiroo Kanamori, John E. y Hazel S. Smits Profesor de Geof\u00edsica, Em\u00e9rito. La instalaci\u00f3n, que existe desde 1999, permite a los ingenieros y cient\u00edficos estudiar grandes terremotos en una escala en miniatura.<\/p>\n\n\n\n

Para simular un terremoto, el equipo primero cort\u00f3 por la mitad un bloque transparente de un metro de un tipo de pl\u00e1stico conocido como Homalite. Las propiedades a granel de Homalite permiten la nucleaci\u00f3n de ruptura din\u00e1mica dentro de muestras tan peque\u00f1as como decenas de cent\u00edmetros de di\u00e1metro; estudiar estos efectos en la roca requerir\u00eda muestras de decenas de metros de tama\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n

Luego, los investigadores colocaron las dos mitades de Homalite juntas bajo alta presi\u00f3n y cizallamiento (una situaci\u00f3n en la que las dos mitades quieren deslizarse una contra la otra en direcciones opuestas), simulando la presi\u00f3n tect\u00f3nica que se acumula lentamente a lo largo de una l\u00ednea de falla. Entre las piezas, se incrust\u00f3 polvo de cuarzo de grano fino como sustituto de la gubia defectuosa. Luego, el equipo coloc\u00f3 un peque\u00f1o fusible de alambre entre las dos mitades; su ubicaci\u00f3n era el \u201cepicentro\u201d del terremoto que planeaban simular. A medida que avanzaba el terremoto simulado, se utiliz\u00f3 tecnolog\u00eda de im\u00e1genes de alta velocidad para registrar su evoluci\u00f3n, una millon\u00e9sima de segundo a la vez.<\/p>\n\n\n\n

\u201cA fines de la d\u00e9cada de 1990, cuando est\u00e1bamos dise\u00f1ando el ‘t\u00fanel de viento sismol\u00f3gico’, nunca podr\u00edamos haber imaginado su \u00e9xito en el descubrimiento de un espectro tan rico de fen\u00f3menos f\u00edsicos relacionados con los procesos de fuente de terremotos por fricci\u00f3n y que tales fen\u00f3menos podr\u00edan escalarse rigurosamente para explicar tierra natural <\/p>\n\n\n\n

ke el comportamiento ocurre en una escala de longitud enormemente diferente en todo el mundo\u201d, dice Rosakis. \u201cEste es un testimonio del tremendo poder de la disciplina de la mec\u00e1nica\u201d.<\/p>\n\n\n\n

A continuaci\u00f3n, el equipo planea estudiar los efectos de los fluidos, que est\u00e1n naturalmente presentes en la corteza terrestre, sobre el comportamiento de fricci\u00f3n de la gubia de roca.<\/p>\n\n\n\n

El art\u00edculo de Nature se titula “Terremotos de laboratorio intermitentes en el debilitamiento din\u00e1mico de la falla”.<\/a> Esta investigaci\u00f3n fue financiada por la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencias (NSF), el Servicio Geol\u00f3gico de EE. UU., el programa NSF-IUCRC en el Centro de Geomec\u00e1nica y Mitigaci\u00f3n de Riesgos Geol\u00f3gicos (GMG) de Caltech y el Centro de Terremotos del Sur de California (SCEC).<\/p>\n\n\n\n

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