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La geometría como predictor revolucionario de terremotos

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La geometría como predictor revolucionario de terremotos

Investigadores de la Universidad de Brown han descubierto que la geometría de las redes de fallas, más que solo la fricción en las líneas de falla, influye significativamente en la ocurrencia y la intensidad de los terremotos. Crédito: SciTechDaily.com

Los investigadores de la Universidad de Brown descubrieron que la geometría de las fallas, incluidas las desalineaciones y las estructuras complejas dentro de las zonas de fallas, juega un papel crucial en la determinación de la probabilidad y la fuerza de los terremotos. Este hallazgo, basado en estudios de fallas en California, desafía las opiniones tradicionales que se centran principalmente en la fricción.

Al examinar de cerca la composición geométrica de las rocas que causan los terremotos, los investigadores de la Universidad de Brown están añadiendo un nuevo giro a una creencia arraigada sobre la causa inicial de los terremotos.

Repensar la dinámica de los terremotos

La investigación, descrita en un artículo publicado recientemente en la revista Naturaleza, revela que la forma en que se alinean las redes de fallas juega un papel crítico a la hora de determinar dónde ocurrirá un terremoto y qué tan fuerte será. Los resultados desafían la noción más tradicional de que es principalmente el tipo de fricción que ocurre en estas fallas lo que determina si los terremotos ocurren o no, y podrían mejorar la comprensión actual de cómo funcionan los terremotos en la Tierra.

«Nuestro artículo presenta una imagen muy diferente de por qué ocurren los terremotos», dijo el geofísico de Brown Victor Tsai, uno de los autores principales del artículo. «Y esto tiene implicaciones muy importantes para saber dónde esperar terremotos y dónde no esperarlos, así como para predecir dónde ocurrirán los terremotos más devastadores».

Puntos de vista tradicionales sobre la mecánica de terremotos.

Las líneas de falla son los límites visibles en la superficie del planeta donde las placas rígidas que forman la litosfera de la Tierra se rozan entre sí. Tsai dice que durante décadas, los geofísicos han explicado que los terremotos ocurren cuando las tensiones en las fallas se acumulan hasta el punto en que las fallas se deslizan o rompen rápidamente una encima de la otra, liberando la presión acumulada en una acción conocida como comportamiento de deslizamiento.

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Los investigadores plantean la hipótesis de que el rápido deslizamiento y los intensos movimientos del suelo posteriores son el resultado de la fricción inestable que puede ocurrir en las fallas. Por el contrario, la idea es que cuando la fricción es estable, las placas se deslizan lentamente unas contra otras sin que se produzcan terremotos. Este movimiento fluido y constante también se conoce como fluencia.

Nuevas perspectivas sobre el comportamiento de la línea de falla

«La gente ha tratado de medir estas propiedades de fricción, por ejemplo, si la zona de la falla tiene fricción inestable o estable, y luego, basándose en mediciones de laboratorio, intentan predecir si habrá un terremoto allí o no», dijo Tsai. dicho. «Nuestros resultados sugieren que puede ser más relevante examinar la geometría de las fallas en estas redes de fallas, ya que puede ser la geometría compleja de las estructuras alrededor de estos límites la que crea este comportamiento inestable versus estable».

La geometría a considerar incluye las complejidades de las estructuras rocosas subyacentes, como curvas, huecos y tramos. El estudio se basa en el modelado matemático y la investigación de zonas de fallas en California utilizando datos del Servicio Geológico de EE. UU. y la Base de datos de fallas cuaternarias del Servicio Geológico de California.

Ejemplos detallados e investigaciones previas.

El equipo de investigación, que también incluye al estudiante graduado de Brown, Jaeseok Lee, y al geofísico de Brown, Greg Hirth, ofrece un ejemplo más detallado para ilustrar cómo ocurren los terremotos. Se dice que los defectos que se rozan entre sí tienen dientes dentados como el filo de una sierra.

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Cuando hay menos dientes o dientes menos afilados, las rocas se deslizan unas sobre otras con más facilidad, lo que permite el deslizamiento. Pero cuando las estructuras rocosas de estas fallas son más complejas e irregulares, estas estructuras se adhieren unas a otras y se atascan. Cuando esto sucede, acumulan presión y eventualmente tiran y empujan cada vez más fuerte, se rompen, alejándose unos de otros y provocando terremotos.

Implicaciones de la complejidad geométrica

El nuevo estudio se basa en Trabajo anterior examinando por qué algunos terremotos generan más movimiento del suelo que otros terremotos en diferentes partes del mundo, a veces incluso aquellos de magnitud similar. El estudio demostró que la colisión de bloques dentro de una zona de falla durante un terremoto contribuye significativamente a la generación de vibraciones de alta frecuencia y generó la idea de que la complejidad geométrica debajo de la superficie también desempeñaba un papel en dónde y por qué ocurrían los terremotos.

Desalineación e intensidad del terremoto

Al analizar datos de las fallas de California, incluida la famosa falla de San Andrés, los investigadores descubrieron que las zonas de falla con una geometría compleja debajo, lo que significa que las estructuras no estaban tan alineadas, parecían tener movimientos del suelo más fuertes que las zonas de falla geométricamente menos complejas. zonas de falla. Esto también significa que algunas de estas áreas experimentarían terremotos más fuertes, otras experimentarían terremotos más débiles y otras no sufrirían ningún terremoto.

Los investigadores determinaron esto basándose en la desalineación promedio de las fallas analizadas. Esta tasa de desalineación mide qué tan estrechamente están alineadas las fallas en una determinada región y si todas van en la misma dirección en lugar de en muchas direcciones diferentes. El análisis reveló que las zonas de fallas donde las fallas están más desalineadas causan episodios de deslizamiento en forma de terremotos. Las zonas de falla donde la geometría de la falla estaba más alineada facilitaron un desplazamiento suave de la falla sin terremotos.

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«Comprender cómo se comportan las fallas como sistema es esencial para comprender por qué y cómo ocurren los terremotos», dijo Lee, el estudiante graduado que dirigió el trabajo. «Nuestra investigación indica que la complejidad de la geometría de la red de fallas es el factor clave y establece conexiones significativas entre conjuntos de observaciones independientes y las integra en un nuevo marco».

Direcciones futuras en la investigación de terremotos

Los investigadores dicen que es necesario trabajar más para validar completamente el modelo, pero este trabajo inicial sugiere que la idea es prometedora, particularmente porque la alineación o desalineación de las fallas es más fácil de medir que las propiedades de fricción de las fallas. Si es válido, el trabajo algún día podría integrarse en modelos de predicción de terremotos.

Eso todavía está muy lejos por ahora, a medida que los investigadores comienzan a planear cómo aprovechar el estudio.

«Lo más obvio en el futuro es intentar ir más allá de California y ver cómo se mantiene ese modelo», dijo Tsai. «Esta es potencialmente una nueva forma de entender cómo ocurren los terremotos».

Referencia: “La geometría de la red de fallas influye en el comportamiento de fricción de los terremotos” por Jaeseok Lee, Victor C. Tsai, Greg Hirth, Avigyan Chatterjee y Daniel T. Trugman, 5 de junio de 2024. Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07518-6

La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias. Además de Lee, Tsai y Hirth, el equipo también incluía a Avigyan Chatterjee y Daniel T. Trugman de la Universidad de Nevada, Reno.

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¿Cuándo despegarán los astronautas?

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¿Cuándo despegarán los astronautas?
  • La tripulación de Polaris Dawn intentará alcanzar alturas mayores que las alcanzadas por los humanos desde el programa Apolo de la NASA en la década de 1970 y también realizará la primera caminata espacial comercial.
  • El cohete Falcon 9 que transporta al Dragón está programado para despegar entre las 3:38 a.m. y las 7:09 a.m. ET del miércoles desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
  • «Falcon y Dragon permanecen sanos y la tripulación continúa lista para su misión de varios días a la órbita terrestre baja», dijo SpacX en las redes sociales.

Una cápsula de SpaceX que transporta a cuatro astronautas comerciales que esperan realizar una caminata espacial pionera no se lanzará hasta al menos el miércoles por la mañana.

La misión Polaris Dawn, un ambicioso viaje de cinco días a las regiones superiores de la órbita de la Tierra, estaba programada para despegar el martes antes de que una fuga de helio detectada obligara a posponerla, dijo SpaceX. dijo el lunes por la tarde en el sitio de redes sociales X.

Cuando la tripulación se lance a bordo de un SpaceX Dragon, será el segundo viaje al espacio para empresario multimillonario Jared Isaacman, quien financió la misión con la empresa de Elon Musk. Isaacman se aventuró previamente en órbita en 2021 a bordo de Inspiration4, la misión que se convirtió en el primer vuelo espacial orbital privado de la historia.

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un raro fósil ha proporcionado información sobre lo que fue un día excepcionalmente desafortunado para una vaca marina prehistórica.

La especie ahora extinta de dugongo, un mamífero marino parecido al manatí, nadaba en el mar hace unos 15 millones de años cuando fue atacada por dos animales: un cocodrilo y un tiburón tigre. Este último dejó uno de sus dientes empalado en el cuerpo de la vaca marina.

Al analizar el fósil descubierto en Venezuela, los investigadores pudieron comprender cómo murió la vaca marina, que pertenecía a un grupo de animales extintos conocido como Culebrtherium.

Su estudiarpublicado el jueves en el Journal of Vertebrate Paleontology, captura un momento en el tiempo que ofrece una visión única del funcionamiento de la cadena alimentaria durante la época del Mioceno temprano y medio, hace entre 11,6 y 23 millones de años.

«Es extremadamente raro encontrar rastros de dos depredadores en un solo espécimen», dijo Aldo Benites-Palomino, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en el departamento de paleontología de la Universidad de Zurich, Suiza. “Esto muestra por qué deberíamos explorar fósiles en regiones tropicales como Venezuela. »

Los restos fosilizados (un cráneo parcial y 13 vértebras o columna vertebral) revelaron tres tipos de marcas de mordeduras. Su forma, profundidad y orientación sugerían que fueron creados por dos depredadores: un cocodrilo de tamaño pequeño a mediano y un tiburón tigre.

Según el estudio, la criatura parecida a un cocodrilo atacó primero, con los dientes enterrados profundamente en el hocico de la vaca marina, lo que sugiere que intentó agarrar esa parte de la cara del dugongo para asfixiarlo. Otras dos grandes incisiones curvas indican que el cocodrilo arrastró a la vaca marina, desgarrando su carne.

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Las rayas y cortes en el fósil sugieren que el cocodrilo realizó una «vuelta mortal», un comportamiento giratorio para someter a su presa que también se observa en las especies de cocodrilos existentes.

«Este tipo de marca sólo se produce al morder, en el que se realizan acciones posteriores de rasgar, rodar o agarrar», señalaron los autores del estudio.

Luego, el rinoceronte fue destrozado por un tiburón tigre, que tiene dientes estrechos y no dentados. Puede ser difícil diferenciar entre depredación activa y marcas de carroñero, pero según el estudio, las marcas de mordeduras en todo el cuerpo del rinoceronte y su distribución irregular, así como la variación en profundidad, sugirieron a los investigadores que este era el comportamiento de un carroñero. como un tiburón tigre.

Los científicos confirmaron la identidad del tiburón mediante el descubrimiento de un único diente alojado en el cuello de la vaca marina que pertenecía a una especie extinta de tiburón tigre, Galeocerdo aduncus.

“Tuve que trabajar como científico forense”, recuerda Benites-Palomino.

Sin embargo, el estudio señaló que, dada la naturaleza fragmentaria del esqueleto, no era posible descartar otros escenarios para la desaparición de la vaca marina.

Dean Lomax, paleontólogo de la Universidad de Bristol y de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, que no participó en la investigación, dijo que estaba de acuerdo con los hallazgos del estudio, pero que era difícil distinguir entre el comportamiento carroñero y el comportamiento depredador activo. .

“Por ejemplo, puede que no sea descabellado pensar que el dugongo ya estaba muerto, que pudo haberse alejado flotando y estar hinchado, y luego fue devorado (recogido) por el cocodrilo y el tiburón en diferentes momentos”. dijo Lomax, el autor de “Bloqueados en el tiempo: el comportamiento animal revelado en 50 fósiles asombrosos”, por correo electrónico.

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“A menos que tengamos evidencia directa del dugongo dentro del cocodrilo (como última comida), o de que el cocodrilo y el dugongo mueran en medio del ataque, todavía es intrínsecamente raro decir al 100% si esto fue definitivamente el resultado de un ataque activo o no. que hurgar en la basura”, añadió Lomax.

En aquella época, las vacas marinas podían crecer hasta cinco metros de largo, dijo Benites-Palomino, y su tejido graso habría sido una buena fuente de alimento.

Hoy en día, los cocodrilos, las orcas y los tiburones se alimentan de dugongos y manatíes, principalmente de los jóvenes, porque los adultos son difíciles de matar debido a su tamaño. No está claro qué tipo de cocodrilo pudo haber atacado a la vaca marina. Podría haber sido una especie extinta de caimán o gavial, conocido por sus mocos largos y delgados, pero debió ser de gran tamaño, de 4 a 6 metros de largo.

“Hay varios candidatos. Sudamérica era entonces un paraíso para los cocodrilos”, añade Benites-Palomino.

Un granjero al sur de la ciudad de Coro, Venezuela, notó por primera vez los restos de la vaca marina en un lugar donde antes no se habían descubierto fósiles.

“Al principio no conocíamos la geología del sitio y los primeros fósiles que descubrimos fueron trozos de cráneos. Nos tomó algún tiempo determinar qué eran: cráneos de manatí, que tienen una apariencia bastante inusual”, dijo en un comunicado Marcelo Sánchez-Villagra, coautor del estudio, profesor de paleobiología y director del Instituto y Museo Paleontológico de. la Universidad de Zúrich.

Benites-Palomino dijo que el raro hallazgo demuestra la importancia de la búsqueda de fósiles en América del Sur «no clásica».

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“Hemos estado visitando los mismos sitios de fósiles en América del Norte y China durante mucho tiempo, pero cada vez que trabajamos en estas nuevas áreas, encontramos constantemente nuevos fósiles. »

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

A ambos lados del océano Atlántico, a más de 6.000 kilómetros de distancia, investigadores han descubierto huellas dejadas por dinosaurios que pudieron haber vagado desde África hasta América del Sur cuando los continentes estaban unidos en un supercontinente.

Las más de 260 huellas, ubicadas en Brasil y Camerún, serían parte del Período Cretácico Inferiorsegún un estudio publicado el lunes por el Museo de Historia Natural y Ciencia de Nuevo México.

Las huellas se crearon originalmente a unas 621 millas de distancia sobre una fina capa de limo y arenisca de barro en el antiguo supercontinente Gondwanan, que luego se rompió y formó el Océano Atlántico Sur.

El estudio compartió fotografías de huellas de formas idénticas que parecían provenir de edades y entornos geológicos similares, según descubrió el paleontólogo de la Universidad Metodista del Sur y autor principal del estudio, Louis L. Jacobs.

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