Agencias/Ciudad de México.- Geólogos del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) han descubierto que los sonidos que se registran en el subsuelo son huellas dactilares de la estabilidad de las rocas.
Las fisuras, poros y defectos que atraviesan las rocas son como cuerdas que resuenan cuando se presionan y se tensan, y el ritmo de estos sonidos pueden decir algo sobre la profundidad y la fuerza de las rocas. “Si estuvieras escuchando las rocas, cantarían en tonos cada vez más altos a medida que profundizas”, dice el geólogo del MIT Matej Pec.
Peč y sus colegas escuchan rocas para ver si surgen patrones acústicos o “huellas dactilares” al someterlas a distintas presiones. En estudios de laboratorio, ahora han demostrado que las muestras de mármol, cuando se someten a bajas presiones, emiten “estruendos” de tono bajo, mientras que a presiones más altas, las rocas generan una “avalancha” de crepitantes de tono más alto.
Peč dice que estos patrones acústicos en las rocas pueden ayudar a los científicos a estimar los tipos de grietas, fisuras y otros defectos que la corteza terrestre experimenta con la profundidad, que luego pueden usar para identificar regiones inestables debajo de la superficie, donde existe potencial para terremotos o erupciones.
Scientists find the sounds beneath our feet are fingerprints of #rock stability @MIT @PNASNews https://t.co/CJtdNKUQTq https://t.co/HYOIzDNJrm
— Phys.org (@physorg_com) October 9, 2023
Los resultados del equipo, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, también podrían ayudar a informar los esfuerzos de los topógrafos para perforar en busca de energía geotérmica renovable.
“Si queremos aprovechar estas fuentes geotérmicas muy calientes, tendremos que aprender a perforar rocas que se encuentren en este estado mixto, donde no sean puramente frágiles, sino que también fluyan un poco”, dice en un comunicado Pec, quien es profesor asistente en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT. “Pero en general, esta es una ciencia fundamental que puede ayudarnos a comprender dónde es más fuerte la litosfera”.
En la Tierra, la fractura da paso a una deformación cristal-plástica con una profundidad cada vez mayor, lo que da como resultado una región de transición “frágil a dúctil” (BDT), que es clave para estimar la resistencia integrada de las placas tectónicas, limitar el ciclo sísmico y utilizar energía geotérmica profunda. recursos. Aquí, mostramos que el cruce de un BDT en mármol durante experimentos de deformación en el laboratorio va acompañado de un aumento sistemático en la frecuencia de las emisiones acústicas, lo que sugiere un cambio profundo en el tamaño medio y la velocidad de propagación de los defectos activos. Además, identificamos clases dominantes de formas de onda emitidas utilizando métodos de aprendizaje no supervisados y mostramos que su actividad relativa cambia sistemáticamente a medida que las rocas cruzan la transición frágil-dúctil.
A medida que aumenta la presión, las señales de período largo se suprimen y las señales de período corto se vuelven dominantes. A presiones más altas, las señales suelen aparecer en patrones similares a los de una avalancha. Proponemos que estas clases de formas de onda se correlacionen con tipos de defectos dominantes individuales. Los eventos complejos de modo mixto indican que las interacciones entre los defectos son comunes en todo el rango de presión, de acuerdo con las observaciones microestructurales post mortem. Nuestras mediciones proporcionan datos únicos en tiempo real de la dinámica a microescala en un amplio rango de presiones (10 a 200 MPa) y pueden informar modelos micromecánicos para la deformación semifrágil.
Boom, crackle, pop: Sounds of Earth’s crust: MIT scientists find the sounds beneath our feet are fingerprints of rock stability. https://t.co/oeZv5S8cnB pic.twitter.com/kthhsepAad
— Massachusetts Institute of Technology (MIT) (@MIT) October 20, 2023
