Casi al mismo ritmo que late tu corazón, una formación rocosa de Utah llamada Castleton Tower vibra suavemente, manteniendo el tiempo y vigilando el desierto de arenisca. Balanceándose como un rascacielos, la torre de roca roja golpea las vibraciones profundas de la tierra.- viento, olas y terremotos lejanos.
Una nueva investigación de geólogos de la Universidad de Utah detalla la vibración natural de la torre, medida con la ayuda de dos escaladores de rocas hábiles. Comprender cómo vibran esta y otras formas de roca natural, nos dicen, nos ayuda a vigilar u oírsu salud estructural y nos ayuda a comprender cómo las vibraciones hechas por el hombre afectan rocas aparentemente inamovibles. Los resultados se publican en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América.
"A menudo vemos formas de relieve tan grandiosas y prominentes como características permanentes de nuestro paisaje, cuando en realidad se mueven y evolucionan continuamente", dice Riley Finnegan, un estudiante graduado y coautor del artículo.
"Un poder estoico"
Castleton Tower es una torre de Wingate Sandstone de casi 400 pies 120 m de altura que se alza sobre el valle del castillo de Utah. Subida por primera vez en 1961, Castleton Tower se convirtió en un destino clásico ampliamente reconocido después de aparecer como una de las dos escaladas de Utah en el libro de 1979"Cincuenta subidas clásicas de América del Norte". Es una de las torres de roca independientes más grandes.
"La mayoría de la gente está asombrada de su estabilidad estática, en su dramática naturaleza independiente encaramada al final de una cresta que domina Castle Valley", dice el geólogo Jeff Moore, quien dirigió el estudio. "Tiene una especie de poder estoico en suapariencia."
Moore y sus colegas estudian las vibraciones de las estructuras rocosas, incluidos los arcos y puentes, para comprender qué fuerzas naturales actúan sobre estas estructuras. También miden la resonancia de las rocas o la forma en que las estructuras amplifican la energía que las atraviesa.de esta energía puede ser tan local como las ráfagas de viento o el tráfico en una carretera cercana o tan distante como los terremotos lejanos e incluso las olas del océano ". Como nada es realmente estático, siempre hay energía propagándose por toda la tierra, que sirve como una constantefuente de vibración para la roca ", dice Finnegan.
Moore, Finnegan y el estudiante graduado Paul Geimer han estado desarrollando y refinando sus métodos de medición de estructuras rocosas a medida que inspeccionaron arcos, puentes y hoodoos, que son pequeñas formaciones en forma de espirales, torres a menor escala. Utilizan sismómetrospara medir incluso el más mínimo movimiento en tres dimensiones. Para algunas de sus mediciones, han acelerado los datos sísmicos de baja frecuencia en un sonido audible, lo que le permite escuchar la voz de una roca.
Como parte de la investigación, Geimer ha llevado a cabo un esfuerzo para recopilar imágenes tridimensionales de las estructuras de las rocas para medir con precisión las dimensiones de las rocas, ayudando a los investigadores a aprender aún más sobre lo que hace que estas rocas retumben.
"Desde hace unos pocos años, casi no existían mediciones de este tipo", dice Moore, "por lo que cada característica que medimos es algo nuevo".
"Algo que no podríamos caminar"
Sin embargo, colocar un sismómetro en la parte superior de Castleton Tower requirió que alguien ascendiera a la cima para instalar y recuperar el equipo. Afortunadamente, dos escaladores profesionales en un descanso estacional de su empleo ofrecieron sus habilidades y equipo ".", Dice Moore. El equipo de investigación aprovechó la oportunidad.
Para obtener los datos necesarios, los escaladores caminaron hasta la base de la torre y colocaron un sismómetro como referencia. Geimer dice que el día del experimento, en marzo de 2018, el clima era bueno y la ruta de escalada subióla popular torre estaba llena de un flujo constante de escaladores. "Me imagino que tanto los niveles de ansiedad como de emoción se dispararon cuando el equipo se alejó de la referencia y comenzó a subir a la cima", dice Geimer, "sabiendo que pasarían horas antes".regresar de forma segura a la base y verificar una medición exitosa "
Los escaladores llevaron otro sismómetro pesado a la cima y realizaron mediciones durante tres horas antes de devolver ambos instrumentos al equipo de investigación. "Sus habilidades nos brindaron la oportunidad de medir algo que no podíamos simplemente caminar", dice Finnegan.
tal como se predijo
De su trabajo anterior, el equipo pudo predecir algunas de las propiedades de la torre. Finnegan dice que las estructuras más grandes como Castleton Tower vibran a frecuencias más bajas que las estructuras más pequeñas. "Piense en ello como una cuerda de guitarra", dice ella."Los gruesos tienen tonos más bajos y los delgados tienen tonos más altos".
Geimer agrega que la geometría de la torre es relativamente simple, por lo que es adecuada para modelos fundamentales que caracterizan cómo podría responder a las vibraciones, incluidos los eventos sísmicos.
Analizando los datos, los investigadores encontraron que los dos modos de resonancia primarios de la torre tenían frecuencias de 0.8 y 1.0 hertz, respectivamente. Un hertz es igual a un ciclo por segundo, por lo que estos resultados significan que la torre se balancea naturalmente una vez por segundoY ese pequeño balanceo es constante, dice Geimer. "Las fuentes distantes que excitan la resonancia única de Castleton Tower siempre están activas y transfieren energía al macizo rocoso".
Un chequeo geológico
Castleton Tower es la estructura de roca más grande que Moore, Finnegan y Geimer han estudiado. Hasta ahora, el equipo está recolectando mediciones de referencia sobre los movimientos de las rocas. Geimer usará los datos para ver si las mediciones repetidas pueden evaluar el daño a las estructuras,mientras Finnegan estudia cómo la energía vibracional, tanto de fuentes naturales como humanas, puede afectar la integridad estructural de estructuras como Castleton Tower. "Si bien algunas fuerzas que los humanos crean pueden parecer menores", dice Moore, "nuestra investigación aborda los efectos a largo plazode estas fuerzas en la tasa de erosión y degradación estructural a lo largo del tiempo ". Hasta ahora, el equipo puede decir que los modos vibratorios de Castleton Tower se encuentran en una parte tranquila del espectro de frecuencia, relativamente no afectados por el tráfico o incluso pequeños terremotos".
"Espero que los escaladores y cualquier persona que tenga la suerte de pararse a la sombra de este gigante de piedra lo vean con una nueva luz hacia adelante", dice Geimer. "Al igual que con el paisaje desértico en el que reside, Castleton Tower esdinámico y enérgico, respondiendo sutilmente a los cambios en el entorno ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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