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Una nueva técnica computacional permite utilizar la tecnología de mapeo de superficies, como el GPS, el radar y el escaneo láser, para también observar el interior del planeta.
La nueva técnica, descrita por los investigadores de la Universidad de Texas en Austin como "imágenes de deformación", proporciona resultados comparables a las imágenes sísmicas, pero ofrece información directa sobre la rigidez de la corteza y el manto del planeta. Esta propiedad es esencial para comprender cómo funcionan los terremotos y otros procesos geológicos a gran escala, dijo Simone Puel, quien desarrolló el método para un proyecto de investigación en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas mientras estudiaba en la Escuela de Geociencias de UT Jackson.
"Las propiedades de los materiales como la rigidez son fundamentales para comprender los diferentes procesos que ocurren en una zona de subducción o en la ciencia de los terremotos en general", dijo Puel en un comunicado. "Cuando se combina con otras técnicas como la sísmica, la electromagnética o la gravedad, debería ser posible producir un modelo mecánico mucho más completo de un terremoto de una manera que nunca se ha hecho antes".
Puel, que ahora es investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California, publicó la teoría detrás de su método a principios de este año. Un estudio reciente publicado en junio en Science Advances lo muestra en acción. Utilizó datos de GPS registrados durante el terremoto de Tohoku de Japón en 2011 para obtener imágenes del subsuelo hasta unos 100 kilómetros bajo tierra.
PRIMER DEPÓSITO DE MAGMA PROFUNDO
La imagen reveló las placas tectónicas y el sistema volcánico debajo de la parte japonesa del Cinturón de Fuego del Pacífico, incluida una zona de baja rigidez que se cree que es un depósito de magma profundo que alimenta el sistema: la primera vez que se ha detectado un depósito de este tipo utilizando solo información de la superficie.
El método se basa en el hecho de que la corteza terrestre es una mezcolanza de material rocoso con diferentes propiedades elásticas. Algunas partes son más flexibles y otras son más rígidas. Esto hace que la corteza se contraiga y se expanda de manera desigual. Durante un terremoto, por ejemplo, la Tierra vibra de una manera que refleja de qué está hecha, lo que deja la superficie deformada de maneras reveladoras.
Para convertir esta deformación desigual en una imagen del subsuelo, los investigadores construyeron un modelo informático que trata a la Tierra como si fuera un material elástico simplificado, al tiempo que permite que su resistencia elástica varíe en tres dimensiones. A continuación, el modelo calculó la rigidez del subsuelo basándose en cuánto se habían movido los sensores GPS entre sí durante el terremoto. El resultado es una imagen en 3D del interior de la Tierra basada en los cambios en la superficie.
MISIÓN DE LA NASA
Una ventaja del nuevo método es que puede utilizar mediciones realizadas por satélites. Entre ellos se incluye la próxima nave espacial NISAR de la NASA, una misión conjunta con la Organización de Investigación Espacial de la India que cartografiará todo el globo en muy alta resolución cada 12 días.
Utilizando la nueva técnica, NISAR podría ofrecer información importante sobre algunas de las regiones geológicamente más peligrosas del mundo, dijo el coautor del estudio Thorsten Becker, profesor de la Escuela Jackson. Al cartografiar continuamente la superficie de la Tierra, el satélite permitirá a los científicos rastrear los cambios estructurales en las fallas sísmicas a medida que avanzan en su ciclo sísmico.
Omar Ghattas, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y coautor del estudio, afirmó que el nuevo método podría ser un paso importante para construir gemelos digitales de la Tierra. Estos complejos modelos informáticos se mejoran constantemente al identificar dónde hacer nuevas observaciones y luego asimilar los nuevos datos.
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