Un equipo conjunto de investigación compuesto por Hiroshi Sakuma, investigador principal, Grupo de Geomateriales Funcionales, División de Materiales de Medio Ambiente y Energía, Instituto Nacional de Ciencia de Materiales NIMS, Japón, y Masahiro Ichiki, profesor asistente, Escuela de Graduados de Ciencias, Universidad de Tohoku,Japón logró determinar teóricamente la conductividad eléctrica de la solución de NaCl agua salada en un ambiente de alta temperatura y alta presión a profundidades del suelo que oscilan entre 10 y 70 km. En comparación con los datos de conductividad eléctrica recolectados bajo tierra, el enfoque teórico indicó quepresencia de agua salada en las profundidades subterráneas. Este descubrimiento puede reforzar la teoría de que el agua salada subterránea influye en la ocurrencia de terremotos y erupciones volcánicas.
Se dice comúnmente que la presencia de agua salada en el lecho de roca hace que una falla sea propensa a deslizarse, influyendo en la ocurrencia de terremotos, o disminuye los puntos de fusión de las rocas, influyendo en las erupciones volcánicas.
Sin embargo, es difícil verificar directamente la presencia de agua salada a través de sondeos de perforación en las profundidades subterráneas. Dado que los líquidos, incluido el agua salada, tienen una conductividad eléctrica aproximadamente seis órdenes de magnitud más alta que la de los sólidos, a menudo se realizan encuestas que involucran la medición de la conductividad eléctricapara detectar la presencia de agua salada. Sin embargo, debido a que se desconoce la conductividad eléctrica del agua salada en las condiciones de alta temperatura y alta presión que ocurren en entornos tales como zonas sismógenas de la corteza, ha sido imposible asociar las mediciones de conductividad eléctrica conpresencia de agua salada.
El equipo de investigación desarrolló un modelo molecular para reproducir el estado supercrítico del agua. Utilizando el modelo, el equipo calculó con éxito la conductividad eléctrica del agua salada con concentraciones de NaCl que van desde un sexto hasta el triple que en el agua de mar a alta temperatura y alta presión temperatura: 673-2,000 K, presión: 0.2-2 GPa, condiciones que son difíciles de simular en experimentos.Estos datos de conductividad eléctrica indicaron que la alta conductividad eléctrica medida bajo tierra en la región de Tohoku puede explicarse por la presencia de agua saladacon concentraciones de sal equivalentes al agua de mar.
En futuros estudios, combinaremos estos resultados con las observaciones de la corteza electromagnética en todo Japón para identificar la presencia de agua salada en las profundidades subterráneas donde las actividades sísmicas y volcánicas son altas, como en las zonas de subducción, y realizaremos investigaciones para comprender el mecanismo deEl estallido de terremotos y erupciones volcánicas.
Esta investigación se realizó como parte de los proyectos "Geofluidos: naturaleza y dinámica de fluidos en zonas de subducción" Grant-in-Aid for Scientific Research on New Academic Related Areas e "Investigación para comprender las propiedades de los fluidos supercríticos en la cortezaa través del cálculo de la dinámica molecular y su influencia en la ocurrencia de terremotos "Grant-in-Aid for Challeting Exploratory Research con el apoyo del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología.
Esta investigación fue publicada en la versión en línea de Journal of Geophysical Research: Solid Earth, el 20 de enero de 2016.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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