Los investigadores de Caltech utilizaron técnicas avanzadas de imágenes para investigar el aumento de la actividad sísmica en el cráter Long Valley de California, un supervolcán inactivo. Sus resultados sugieren que la región no está al borde de una gran erupción, sino que está experimentando actividad sísmica debido a procesos de enfriamiento.
Desde la década de 1980, los investigadores han observado distintos períodos de inestabilidad en un área al este de la Sierra Nevada de California, caracterizados por enjambres de terremotos y períodos durante los cuales el suelo se hinchaba y subía casi media pulgada por año. La actividad es preocupante porque el área, conocida como Long Valley Caldera, se encuentra sobre un enorme volcán inactivo. El cráter Long Valley se formó hace 760.000 años en una violenta erupción que arrojó 650 kilómetros cúbicos de ceniza al aire, suficiente ceniza para cubrir toda el área de Los Ángeles con una capa de sedimento de 1 kilómetro de espesor.
Imágenes innovadoras revelan la historia interna
La actividad volcánica se ha vuelto cada vez más frecuente en las últimas décadas. ¿Cuál es la razón detrás de esto? ¿Será que la zona se está preparando para otro brote? ¿O es en realidad el aumento de la actividad una señal de que el riesgo de una gran erupción está disminuyendo?
Para responder a estas preguntas, los investigadores de Caltech han creado la imagen más detallada hasta el momento del subsuelo del cráter Changgu, que alcanza profundidades de hasta 10 kilómetros en la corteza terrestre. Estas imágenes de alta resolución revelan la estructura de la Tierra debajo del cráter y sugieren que la reciente actividad sísmica es causada por fluidos y gases liberados a medida que el área se enfría y se hunde.
La Caldera Changgu es el lugar de una súper erupción volcánica a gran escala hace 760.000 años. ¿Qué pasó bajo la superficie de la Caldera Changgu? Un nuevo estudio que utiliza ondas sísmicas para obtener imágenes del entorno subterráneo de la región ha descubierto que la cámara de magma se está enfriando. Aún así, los gases y líquidos liberados cuando el magma cristaliza pueden provocar terremotos. Fuente: E. Biondi
Esta investigación se realizó en el laboratorio del profesor de geofísica Zhongwen Zhan (Ph.D. '14). El 18 de octubre se publicó un artículo que describe la investigación en la revista Science Advances.
"No creemos que el área se esté preparando para otra erupción de supervolcán, pero el proceso de enfriamiento puede liberar suficientes gases y líquidos como para provocar terremotos y pequeñas erupciones. Por ejemplo, en mayo de 1980, ocurrieron cuatro terremotos de magnitud 6 en el área", dijo Zhan Zhongwen.
Las imágenes de alta resolución muestran que la cámara de magma del volcán está cubierta por una capa dura de roca cristalina, que se forma cuando el magma líquido se enfría y solidifica.
Tecnología de imagen innovadora
Para crear imágenes del subsuelo, los investigadores infieren cómo es el entorno subterráneo midiendo las ondas sísmicas producidas por los terremotos. Los terremotos producen dos tipos de ondas sísmicas: ondas primarias (ondas P) y ondas secundarias (ondas S). Los dos tipos de ondas sísmicas viajan a diferentes velocidades en diferentes materiales: las ondas sísmicas viajan lentamente en materiales elásticos como los líquidos, pero muy rápidamente en materiales rígidos como las rocas. Utilizando sismómetros en diferentes lugares es posible medir las diferencias en el tiempo de las ondas y determinar las propiedades del material que atraviesan: qué tan elástico o rígido es. De esta manera, los investigadores pueden crear una imagen del entorno subterráneo.
fuente del terremoto
Hay docenas de sismómetros en toda el área de Dongshan, pero la tecnología utilizada por los investigadores utiliza cables de fibra óptica (como los que proporciona Internet) para realizar mediciones sísmicas, un proceso llamado detección acústica distribuida (DAS). Los 100 kilómetros de cable utilizados para obtener imágenes de la caldera de Changgu equivalen a 10.000 sismómetros de un solo componente. Durante un año y medio, el equipo utilizó el cable para medir más de 2.000 eventos sísmicos, la mayoría de los cuales eran demasiado pequeños para que la gente los sintiera. Los algoritmos de aprendizaje automático procesan estas mediciones y generan imágenes.
Este estudio es el primero en utilizar DAS para producir imágenes tan profundas y de alta resolución. Las imágenes de estudios de tomografía local anteriores se limitaban a entornos subterráneos poco profundos a unos 5 kilómetros de profundidad o cubrían áreas más grandes con resoluciones más bajas.
"Esta es la primera demostración de cómo DAS puede cambiar nuestra comprensión de la dinámica de la corteza terrestre", dijo Ettore Biondi, científico de DAS en Caltech y primer autor del artículo. "Estamos entusiasmados de aplicar técnicas similares a otras áreas donde tenemos curiosidad sobre los entornos subterráneos".
A continuación, el equipo planea utilizar un cable de 200 kilómetros de largo para obtener imágenes más profundas de la corteza terrestre, quizás entre 15 y 20 kilómetros de profundidad, donde la cámara de magma del cráter, su "corazón palpitante", se está enfriando.