Captan por primera vez el "zumbido" de la Tierra desde el fondo del océano

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canica azul, NASA

Podría ayudar a los científicos a mapear mejor el interior de la Tierra

Los científicos saben desde hace tiempo que los terremotos pueden hacer que la Tierra vibre durante largos períodos de tiempo. Sin embargo, en 1998 un equipo de investigación descubrió que en ausencia de terremotos la Tierra también genera constantemente una señal vibratoria de baja frecuencia.

Desde entonces, los sismólogos han propuesto diferentes teorías para explicar la existencia de esta vibración continua, desde perturbaciones atmosféricas hasta olas oceánicas que se mueven sobre el fondo del mar. También midieron la vibración usando sismómetros en tierra, pero aún no la habían medido con éxito en el fondo del mar, lo que podría ayudar a los científicos a cuantificar mejor las fuentes de las vibraciones.

Ahora, utilizando instrumentos sísmicos en el fondo del océano, los investigadores han cuantificado con éxito el "zumbido" vibratorio de la Tierra. Un nuevo estudio publicado en Geophysical Research Letters, una revista de la American Geophysical Union, determinó en el fondo del océano las frecuencias a las que la Tierra vibra naturalmente, y confirmó la viabilidad de usar instrumentos oceánicos para estudiar el zumbido.

La recogida del zumbido en el fondo del océano podría proporcionar nuevos conocimientos sobre la magnitud de la fuente, según Martha Deen, geofísica del Instituto de Física del Globo de París, Francia, y autora principal del nuevo estudio.

Además, los nuevos hallazgos podrían usarse para mapear el interior de la Tierra con más detalle y precisión. Incluir el zumbido de los sismómetros en el fondo del océano puede dar una mejor imagen general que usar solo sismómetros terrestres al aumentar la cobertura de datos en grandes áreas descubiertas, dijo Deen.

"La Tierra está constantemente en movimiento, y queríamos observar estos movimientos porque el campo podría beneficiarse de tener más datos", dijo.

Captando el zumbido de la Tierra

La nueva investigación examinó las oscilaciones libres permanentes de la Tierra: señales sísmicas de baja frecuencia que solo se pueden medir con instrumentos sensibles. La vibración causada por estas señales está constantemente presente en el suelo y es observable en ausencia de terremotos.

Un estudio previo publicado en Geophysical Research Letters demostró que el movimiento de las olas oceánicas sobre las plataformas continentales es responsable de generar una gran porción de la señal, y proporcionó el primer modelo cuantitativo del zumbido durante un año. Otra investigación ha sugerido la turbulencia atmosférica como fuente de la señal, pero este mecanismo solo puede explicar parte de la vibración.

sismómetro del  fondo del océanoLa mayoría de las investigaciones existentes sobre la señal del zumbido la examinaron con éxito usando sismómetros ubicados en tierra, no en el fondo del océano. Recopilar datos precisos de los sismómetros debajo de la superficie del océano no se consideró práctico porque las olas oceánicas y las corrientes del fondo marino generan grandes cantidades de ruido ambiental.

Sin embargo, el 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta por agua, por lo que poder medir el zumbido en el fondo del mar permitiría a los científicos analizar el fenómeno utilizando datos de todo el planeta, dijo Deen.

En el nuevo estudio, los investigadores primero recopilaron datos sísmicos de 57 estaciones de sismómetro ubicadas en el fondo del Océano Índico al este de Madagascar. Estas estaciones se desplegaron entre 2012 y 2013 como parte de un estudio anterior publicado en Eos, que fue diseñado para obtener imágenes de los puntos calientes intraplaca volcánica (Ver placas tectónicas).

Los autores seleccionaron los datos sísmicos de las dos estaciones con la mayor calidad de datos y se aseguraron de corregir la señal generada por los terremotos. A continuación, aplicaron una combinación de técnicas para eliminar la interferencia de las ondas de la infragravedad oceánica, las corrientes y las fallas electrónicas, y pudieron reducir el nivel de ruido a aproximadamente el mismo nivel que una estación terrestre tranquila.

Debido a que Deen y sus colegas pudieron explicar estas fuentes de interferencia, los investigadores pudieron captar el zumbido con éxito utilizando sismómetros en el fondo del océano.

El estudio determinó los picos de vibración natural de la Tierra a varias frecuencias entre 2.9 y 4.5 milihercios. Estas vibraciones no pueden ser escuchadas por las personas porque son aproximadamente 10.000 veces más pequeñas que el umbral auditivo inferior del oído humano, que es de 20 hertzios.

Los autores también compararon la magnitud de la señal de zumbido observada con las mediciones de una estación terrestre en Argelia, y encontraron que ambas señales tienen una amplitud similar.

Deen y sus coautores creen que otros investigadores pueden aplicar sus hallazgos para modelar mejor la estructura del interior de la Tierra. Los científicos examinan tradicionalmente el interior utilizando ondas sísmicas generadas por los terremotos, pero esto solo funciona en momentos específicos y en áreas donde comúnmente ocurren temblores. Usar la señal de zumbido como una fuente de ondas sísmicas evitaría este problema porque el zumbido se genera continuamente en muchas áreas del continente oceánico en la superficie del planeta.

La combinación de datos de los sismógrafos terrestres y oceánicos da a los sismólogos una imagen más completa de la señal de zumbido completa en comparación con el uso de solo estaciones terrestres, según Deen. La mayor densidad de posibles puntos de datos mejoraría la resolución de la imagen y podría ayudar a los científicos a mapear mejor el interior de la Tierra a 500 kilómetros (310 millas), dijo.

Artículo científico: First Observation of the Earth's Permanent Free Oscillations on Ocean Bottom Seismometers

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