¿Cómo se forman las montañas? ¿Qué fuerzas se necesitan para forjar una cuenca? ¿Por qué la Tierra tiembla y tiembla?
Los científicos de la Tierra persiguen estas preguntas fundamentales para obtener una mejor comprensión del pasado y el funcionamiento actual de nuestro planeta. Sus descubrimientos también nos ayudan a planificar el futuro al prepararnos para terremotos, determinar dónde perforar petróleo y gas, y más. Ahora, en un nuevo mapa ampliado de las tensiones tectónicas que actúan en América del Norte, los investigadores de Stanford presentan la visión más completa hasta la fecha de las fuerzas en juego debajo de la superficie de la Tierra.
Los resultados, publicados en Comunicaciones de la naturaleza el 23 de abril, tienen implicaciones para comprender y mitigar los problemas asociados con la sismicidad inducida - terremotos causados por los humanos - por la recuperación no convencional de petróleo y gas, especialmente en Oklahoma, Texas y otras áreas destinadas a la exploración de energía. Pero también plantean unUn conjunto completamente nuevo de preguntas que los investigadores esperan que estimule una amplia gama de estudios de modelado.
"Comprender las fuerzas en la corteza terrestre es ciencia fundamental", dijo el coautor del estudio Mark Zoback, profesor de geofísica Benjamin M. Page en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford Stanford Earth ". En algunos casos, tiene aplicación inmediata, en otros, puede aplicarse décadas después a preguntas prácticas que no existen hoy en día "
Primera síntesis continental de datos
La nueva investigación proporciona la primera síntesis cuantitativa de fallas en todo el continente, así como cientos de mediciones de direcciones de tensión de compresión, la dirección desde la cual se produce la mayor presión en la corteza terrestre. El mapa se produjo compilando nuevos ymediciones publicadas previamente de perforaciones, así como inferencias sobre tipos o "estilos" de fallas basadas en terremotos que ocurrieron en el pasado.
Los tres estilos posibles de fallas incluyen fallas extensionales o normales, en las que la corteza se extiende horizontalmente, fallas de deslizamiento, en las que la Tierra se desliza más allá de sí misma, como en la falla de San Andreas; y reversa, o empuje, fallas enque la Tierra se mueve sobre sí misma. Cada una causa un temblor muy diferente desde un punto de vista peligroso.
"En nuestros mapas de riesgos en este momento, en la mayoría de los lugares, no tenemos evidencia directa de qué tipo de mecanismos sísmicos podrían ocurrir", dijo Jack Baker, profesor de ingeniería civil y ambiental que no participó en el estudio."Es emocionante que hayamos cambiado de esta suposición ciega de que todo es posible a tener algunas inferencias específicas de la ubicación sobre qué tipos de terremotos podríamos esperar".
Acercamiento
Además de presentar una visión a nivel continental de los procesos que rigen la placa de América del Norte, los datos, que incorporan casi 2,000 orientaciones de estrés, 300 de los cuales son nuevos en este estudio, ofrecen pistas regionales sobre el comportamiento del subsuelo.
"Si conoce la orientación de cualquier falla y el estado de estrés cercano, sabe cuán probable es que falle y si debe preocuparse por ello en escenarios de terremotos provocados de manera natural o provocados por la industria", dijo el autor principalJens-Erik Lund Snee, PhD '20, ahora becario postdoctoral en el Servicio Geológico de los Estados Unidos USGS en Lakewood, Colorado ". Hemos detallado algunos lugares donde los modelos geodinámicos publicados previamente coinciden muy bien con los nuevos datos, yotros donde los modelos no están de acuerdo en absoluto "
En el este de los EE. UU., Por ejemplo, el estilo de fallas revelado por el estudio es exactamente lo contrario de lo que se esperaría, ya que la superficie "rebota" lentamente después del derretimiento de las capas de hielo que cubrieron la mayor parte de Canadá y el norte de los EE. UU.Hace unos 20,000 años, según Lund Snee. El descubrimiento de que las tensiones de rebote son mucho menores que las ya almacenadas en la corteza de la tectónica de placas hará que los científicos comprendan el potencial del terremoto en esa área.
En el oeste de los EE. UU., Los investigadores se sorprendieron al ver cambios en los tipos de estrés y las orientaciones a distancias cortas, con rotaciones importantes en solo decenas de millas, una característica que los modelos actuales de dinámica de la Tierra no revelan.
"Ahora es mucho más claro cómo el estrés puede variar sistemáticamente en la escala de una cuenca sedimentaria en algunas áreas", dijo Zoback. "Vemos cosas que nunca antes hemos visto que requieren una explicación geológica. Esto nos enseñará cosas nuevas sobrecómo funciona la Tierra "
Zoback también es miembro del Instituto de Energía de Stanford Precourt, codirector del Centro de Stanford para Sismicidad Inducida y Activada SCITS y director de la Iniciativa de Gas Natural de Stanford. Baker también está afiliado en el Instituto de Precourt de StanfordPor energía.
El estudio fue respaldado por SCITS, un programa de afiliados industriales que estudia los problemas científicos y operativos asociados con los terremotos provocados e inducidos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Danielle Torrent Tucker. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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