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updated 8:58 PM CET, Nov 24, 2017

Las olas en los lagos hacen ondas sísmicas en la Tierra

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Grandes Lagos

Pueden revelar cuándo se congela y se derrite un lago

Debajo de las pacíficas ondulaciones de un lago hay un retumbar, imperceptible para todos excepto los sismómetros, que ondula en la tierra cuando las olas ondean a lo largo de la orilla.

En un estudio publicado ayer en el Journal of Geophysical Research Solid Earth, los científicos de la Universidad de Utah informan que estas pequeñas señales sísmicas pueden ayudar a la ciencia. El registro del movimiento de las olas en un lago puede revelar cuándo se congela y cuando se derrite un lago. Y como fuente pequeña y constante de energía sísmica en la tierra circundante, los microsismos del lago pueden iluminar la geología que rodea un lago.

"Es un fenómeno nuevo", dice Keith Koper, director de las Estaciones Sismográficas de la Universidad de Utah y coautor del estudio. "Realmente no sabemos cómo se creó".

Descubriendo lagos temblorosos

Los sismólogos saben desde hace tiempo que las olas del océano impulsadas por el viento generan pequeñas ondas sísmicas, llamadas microsismos. Estos microsísmos se generan a medida que las olas se arrastran por el fondo del océano o interactúan entre sí. Son parte del ruido sísmico de fondo en las zonas costeras.

"Recientemente hemos descubierto que las olas en los lagos también generan estos microsismos", dice Koper. Los microsísmos de los lagos se habían registrado previamente cerca de los Grandes Lagos, el Gran Lago Esclavo de Canadá y el Gran Lago Salado de Utah. En el artículo, Koper y sus colegas presentan observaciones adicionales del lago Yellowstone y tres lagos en China, explorando las características de los microsismos de los respectivos lagos.

Koper dice que los temblores son muy pequeños. "No los sentirías, eso es seguro", dice. Pero al promediar las señales sísmicas durante un largo período, seis meses por ejemplo, surge una señal consistente.

Escaneando la Tierra

La señal se puede usar para producir lo que Koper denomina una "tomografía computarizada de la Tierra" o una tomografía sísmica. Las ondas sísmicas viajan a través de diferentes materiales geológicos a diferentes velocidades, por lo que observar cómo cambian las ondas a medida que emanan de una fuente puede revelar la geología del subsuelo. Los investigadores pueden crear estas fuentes sísmicas con métodos como un martillo en una placa metálica, una explosión o un camión especialmente equipado con una placa vibratoria. Los lagos, dice Koper, proporcionan una fuente natural y regular. "Tomaría un poco de esfuerzo y trabajo generar este nivel de energía".

El área que podría explorarse usando microsismos lacustres se limita a la región cercana a un lago, pero Koper escribe que los microsismos del lago que emanan del Gran Lago Salado podrían alcanzar lo suficiente para visualizar cómo se moverían las ondas sísmicas debajo de Salt Lake City, que se asienta sobre La falla de Wasatch, en un gran terremoto. Del mismo modo, los microsismos del Lago Tahoe podrían extenderse a Reno, Nevada, y el lago Michigan podría proporcionar microsismos para mostrar la geología debajo del área de Chicago.

Seguimiento del hielo en los lagos

Los microsismos pueden realizar otra función, dice Aini Mokhdhari, una especialista en geología. Debido a que los temblores son causados por las olas impulsadas por el viento, los microsismos cesan cuando un lago se congela en invierno. Se reanudan nuevamente cuando se derrite en la primavera. Por lo tanto, en lugar de confiar en observaciones satelitales o de testigos oculares, el congelamiento y descongelación del lago podría ser monitoreado por un sismómetro autónomo.

Mokhdhari observó los datos microsísmicos del lago Yellowstone, un lago bien observado para el que se conocen las fechas de congelación y descongelación. "Comparamos los datos que obtuvimos del sismógrafo para ver si es lo mismo", dice ella. "Hasta ahora lo es". Las observaciones sismológicas pueden no ser necesarias en el lago Yellowstone, pero podrían ser útiles para monitorear lagos más remotos para cambios a largo plazo en la duración de la cobertura de hielo. Mokhdhari presentará los resultados de su trabajo sobre los microsismos de lagos en la Reunión de Otoño de la Unión Geofísica Americana, que se celebrará del 11 al 15 de diciembre en Nueva Orleans.

Lago Yellowstone

Escuchando el lago Yellowstone

El próximo verano, Mokhdhari y Koper se unirán a sus colegas en un nuevo estudio sísmico del lago Yellowstone. Colocarán una serie de pequeños sismómetros llamados geófonos alrededor del perímetro del lago, y también colocarán una serie de sismómetros impermeables especiales en el fondo del lago. Además, usarán una boya en el lago para medir las condiciones del viento y las olas. Sus colegas están tratando de comprender los respiraderos hidrotermales en el Lago Yellowstone, pero Mokhdhari y Koper están mucho más interesados en capturar los microsismos desde todos los ángulos.

"Si podemos grabar al mismo tiempo en tierra y bajo el agua", dice Koper, "podemos tener una mejor idea de cómo se generan estas cosas".

Artículo científico: Lakes as a Source of Short-Period (0.5–2 s) Microseisms

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