Ingenieros Geofísicos

Se realizaron experimentos numéricos de deslizamiento de falla cuasi dinámico amortiguado que incluyen un comportamiento de tasa y estado en estado estable para simular sismos y una reología plástica para modelar la deformación permanente. Evolución de la formulación plástica de fricción dependiente de la velocidad. Hay cuatro etapas: 1) Inter-sísmico: si el estado de esfuerzos de un elemento está dentro de la envolvente de falla, las tensiones aumentan elásticamente hasta ceder. 2) Sísmico: cuando ocurre un terremoto, el ángulo de fricción disminuye a medida que aumenta la tasa de deslizamiento. 3) Sísmico: el elemento se debilita plásticamente, se define una nueva envolvente de falla y el estado de esfuerzos disminuye hasta que el círculo de Mohr regresa dentro de la nueva envolvente de falla. Durante este período, la deformación plástica o daño es acumulado y genera una caída retardada del esfuerzo cortante. 4) Inter-sísmico: después de un terremoto, el ángulo de fricción aum...

Con base en trabajos de campo, excavación de trincheras, evidencia arqueológica y fechas de datación por radiocarbono, se han identificado al menos tres grandes eventos de fallas normales dentro de la caldera Aso en los últimos ~ 3000 años, excluyendo el terremoto de Kumamoto 2016 Mw 7.1. Estos eventos tuvieron lugar en ~ 1000 a. C., ~ 100 d. C. y ~ 1100 d. C., respectivamente, lo que sugiere un intervalo promedio de recurrencia de ~ 1000 años. Estos eventos coinciden con los tiempos de tres grandes paleosismos inferidos dentro de la zona de falla Hinagu-Futagawa (HFFZ), donde comenzó la ruptura del terremoto de Kumamoto en 2016. Sobre la base de datos geológicos, geofísicos y sísmicos, se concluyó que los eventos de fallas normales recurrentes dentro de la caldera Aso fueron provocados por las fallas activas de la HFFZ. En cuanto al terremoto de Kumamoto en 2016, la ruptura sísmica se inició en el lado suroeste de la caldera, se propagó hacia el noreste y terminó en su interio...

Grandes sismos intraplaca en la litosfera oceánica son raros y generalmente se relacionan con regiones de deformación difusa dentro de la placa oceánica. El terremoto del Golfo de Alaska del 23 de enero de 2018 con magnitud 7.9, fragmentó un sistema de fracturas oceánicas en la costa de la isla de Kodiak, comentó la Dra. Anne Krabbenhoeft de GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel , Alemania Modelo conceptual de las principales características de la zona de subducción donde ocurren los sismos de rumbo en la región de la elevación exterior de la litosfera oceánica. Las anomalías magnéticas (líneas dobles de color magenta) están desplazadas con la zona de fractura y una tendencia de ~ 30 ° oblicua al eje de la trinchera.  Créditos: Anne Krabbenhoeft Las compilaciones batimétricas muestran una débil expresión topográfica de la zona de fractura debido al sedimento grueso que cubre el basamento oceánico, pero el sistema de la zona de fractura puede identificarse por anoma...

En la Tierra actual, algunas placas subductoras (losas) se aplanan por encima del límite superior-inferior del manto a aproximadamente 670 km de profundidad, mientras que otras atraviesan de un lugar a otro, lo que indica una forma entre las capas y la convección del manto, comentó el Dr. Roberto Agrusta del Department of Earth Sciences, Durham University , Reino Unido. Créditos: Roberto Agrusta Los modelos previos predijeron que en unos pocos cientos de grados más de la Tierra temprana, la convección probablemente estaba más estratificada debido al estancamiento dominante de las placas. En los modelos numéricos autoconsistentes donde las losas tienen una reología similar a una placa, las losas solidas y los límites de placas móviles favorecieron el estancamiento de losas viejas y la penetración de losas jóvenes, como se observa hoy en día. En este artículo se muestra que tales modelos predicen que las losas habrían penetrado en el manto inferior más fácilmente en una Tierr...

La orogenia Himalayan-Tibetana ha sido considerada como una caja negra natural en el contexto de la evolución geodinámica y la complejidad tectónica, explica el Dr. Dibyashakti Panda del Department of Earth and Atmospheric Sciences , India. Créditos: Dibyashakti Panda El modelo de extrusión del este de la corteza tibetana contradice el modelo oblicuo de convergencia en el NE-Himalaya (región de Bhutan / Arunachal), donde la tasa de convergencia global en el Himalaya es de aproximadamente un 20-25% menor que en el Himalaya central y el este del Himalaya syntaxis (EHS). En este artículo se propone que en lugar de dividir el retroarco, el NE-Himalaya ha desarrollado una astilla activa a lo largo del valle de Assam-Brahmaputra en el frente de deformación externa, para adaptar la deficiencia a largo plazo de la convergencia de placas entre el Himalaya y el sur del Tíbet. Se plantea que la fuerte extrusión hacia el este de la corteza tibetana a lo largo de NE-Himalaya es la princip...

El origen del vulcanismo de Samoa en el Pacífico suroccidental sigue siendo enigmático.  Aun cuando la fusión del manto es causada únicamente por una pluma del manto es cuestionable porque algunos vulcanismos, aquí denominados vulcanismo de no punto caliente, desafían el modelo de la pluma y su tendencia lineal de progresión de la edad, explica el Dr. Vincent Strak de la School of Earth, Atmosphere and Environment, Monash University, Australia. Créditos: Vincent Strak De hecho, el vulcanismo de no punto caliente se produjo a 740 km al oeste del punto caliente predicho en Samoa después de 5 Ma. En este artículo se utilizaron modelos de subducción de laboratorio completamente dinámicos y una reconstrucción tectónica para mostrar que la zona de subducción cercana Tonga-Kermadec-Hikurangi (TKH) induce un amplio manto ascendente alrededor del borde de la placa norte que coincide con la actividad volcánica de no punto caliente después de 5 Ma .  Utilizando las...

El resultado de décadas de modelado bidimensional de la deformación de la litosfera en expansión, es que, el acoplamiento mecánico entre la corteza continental y el manto subyacente, controla la manera en como un continente se divide para formar un nuevo océano, nos explica la Dra. Laetitia Le Pourhiet de la Sorbonne Université, Institut des Sciences de la Terre Paris , Francia. Créditos: Laetitia Le Pourhiet Sin embargo, las observaciones geológicas muestran inequívocamente que la ruptura continental se propaga en la tercera dimensión a tasas que no se escalan con la tasa de apertura. En este artículo, se realizan simulaciones numéricas tridimensionales y se comparan con las observaciones del Mar del Sur de China, para mostrar que la carga tectónica en la dirección de propagación, ejerce un control de primer orden sobre estas velocidades de propagación. Las simulaciones muestran que, en ausencia de compresión en esa dirección, la ruptura continental se propaga rápidamente,...

El conocimiento del estado de tensión en la corteza terrestre es clave para comprender las fuerzas y los procesos responsables de los terremotos, explica el Dr Will Levandowski del USGS, Golden, CO, EE. UU . Créditos: Will Levandowski Históricamente, las bajas tasas de sismicidad natural en el centro y el este de los Estados Unidos han complicado los esfuerzos para comprender el estrés intraplaca, pero las recientes mejoras en las redes sísmicas y el aumento de la sismicidad inducida por el hombre han mejorado enormemente la cobertura de datos. En este artículo, se compila un mapa de estrés nacional basado en inversiones formales de mecanismos focales que desafía la idea de que la deformación en los interiores continentales está impulsada principalmente por campos de esfuerzo amplios y uniformes derivados de los límites de placas distantes. A pesar de la compresión de límite de placa, la incompresión domina aproximadamente la mitad del continente, y las fuerzas de segundo o...

El origen del volcanismo de la Llanura de Yellowstone y Snake River ha sido fuertemente debatido. El modelo de la pluma mantélica explica con éxito la edad progresiva de la trayectoria volcánica, pero una estructura de la pluma profunda ha estado ausente en las imágenes sísmicas, dijo el Dr. Ying Zhou del Department of Geosciences, Virginia Tech , EE.UU. Créditos: Ying Zhou En este artículo se aplica una tomografía de difracción a las funciones del receptor registradas en las estaciones USArray para mapear la topografía de alta resolución de las discontinuidades de la zona de transición del manto. Las imágenes revelan un rastro de anomalías que siguen de cerca la trayectoria superficial del punto caliente y se correlacionan bien con una brecha de velocidad de onda sísmica en la placa de Farallon subducente. Esta observación contradice el modelo de la pluma, que requiere que las anomalías en el manto medio queden confinadas en una región estrecha directamente debajo de la ca...

El océano Índico central se considera el límite de la placa oceánica arquetípica. Datos de estratigrafía sísmica y la perforación en aguas profundas indican que la contracción de deformación de la litosfera del Océano Índico se inició hace 15.4-13.9 Ma, pero experimento un aumento agudo hace 8-7.5 Ma. Este ha sido mantenido hasta la actualidad, con más de 80 % del acortamiento acumulado en los últimos 8 Myr. Expone el Dr. G. Iaffaldano, del Departamento de Geociencia y de Recursos Naturales de la Universidad de Copenhague , Dinamarca. Créditos: G. Iaffaldano En este artículo se complementan los esfuerzos previos para refinar la forma, el tiempo y la magnitud de los cambios del movimiento de la placa regional mitigando el ruido en los movimientos reconstruidos de las placas de India y Capricornio en relación con Somalia. Las reconstrucciones de ruido mitigado restringen fuertemente la velocidad significativa de la placa Capricornio en los últimos 8 Myr y demuestran que la hist...

Investigadores de la Universidad de Western Australia y la Universidad de Tecnología de Queensland han dado a conocer cómo el continente australiano se formó y evolucionó mucho antes de la evolución de las placas tectónicas actuales de la Tierra. Créditos: Daniel Wiemer Esta mejor comprensión de la corteza antigua de la Tierra podría conducir a una explicación más precisa de cómo los eventos geológicos del pasado ocurrieron y como los planetas han evolucionado. El estudio, se basó en el descubrimiento del investigador, hasta ahora, la mayor concentración de rocas documentada en el este de Pilbara en el oeste de Australia, un laboratorio natural para la investigación temprana de la Tierra. El equipo de investigación llevó a cabo la datación de minerales con uranio y plomo y descubrió que las rocas datan de 3,600 a 3,400 millones de años, una época en la que se piensa que el manto de la Tierra habría  alcanzado temperaturas máximas durante la evolución del planeta. Las ...

Comprender cómo y cuándo los movimientos continuos de campo lejano conducen a terremotos de subducción sigue siendo un desafío, expone la Dra. Isabelle Panet de la Universidad Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, París, Francia .       Créditos: Isabelle Panet      Una limitación importante proviene de una descripción incompleta de los flujos de masa asísmicos profundos a lo largo de los límites de las placas. En este artículo se analizan las variaciones del campo gravitatorio de la Tierra derivadas de los datos del satélite GRACE en un amplio dominio espacio-temporal que rodea el terremoto de magnitud 9.0 de Tohoku-Oki. Se muestra que este terremoto es la expresión extrema de una deformación inicialmente silenciosa que migra desde la profundidad a la superficie a través de todo el sistema de subducción. El análisis revela cambios de masa y gravedad a gran escala en tres placas tectónicas y losas conectadas, comenzando unos meses antes de marz...

Las dorsales oceánicas de expansión exhiben cambios estructurales en función de la velocidad de propagación, la temperatura del manto y el equilibrio de la acreción tectónica y magmática. El papel que estos u otros procesos influyen en la forma general de las dorsales oceánicas no está claro, explica el Dr. Sibrant, del Departamento de Ciencias Geológicas, Universidad de Idaho, EE.UU. Créditos: A. L. R. Sibrant En este artículo se utilizaron experimentos de laboratorio para simular la dispersión de dorsales en dispersiones acuosas coloidales cuya reología evoluciona de puramente viscosa a elástica y frágil cuando se pone en contacto con una solución de agua salina. Se encontró que la forma de la cresta se vuelve cada vez más lineal con la velocidad de expansión hasta alcanzar una tortuosidad mínima. Este comportamiento se predice por el parámetro de falla axial Π F , un número adimensional que describe el balance de la falla frágil y plástica de la litosfera axial. ...

En los años 60s, unos 50 años después de que el investigador alemán Alfred Wegener propusiera su hipótesis de la deriva continental, la teoría de la tectónica de placas proporcionó a los científicos un marco unificador para describir el movimiento a gran escala de las placas superficiales que componen la litosfera de la Tierra, un marco que posteriormente revolucionó las geociencias, explica el Dr. Chunquan Yu, del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias, Instituto Tecnológico de Massachusetts, EE. UU. . Créditos: Chunquan Yu La forma en que esas placas se mueven alrededor de la superficie de la Tierra está controlada por el movimiento dentro del manto, cuya fuerza motriz es la convección debido a anomalías térmicas, y una componente de heterogeneidad. Sin embargo, el desafío técnico de visualizar estructuras dentro de una esfera de roca de 6,371 kilómetros de radio ópticamente impenetrable ha hecho que el entendimiento del estado compositivo y térmico d...

Una pluma es una anormalidad aún teórica que se encuentra en el límite entre el núcleo de la Tierra y el manto, y se eleva a través del manto hacia la corteza, una anomalía que existiría como una corriente vertical de magma. Como señalan los investigadores, la perspectiva de una pluma debajo de Yellowstone ha sido fuertemente debatida, algunos han sugerido que una pluma podría explicar la fuente del calor que impulsa tanta actividad superficial en el parque. Otros están en desacuerdo señalando que podría ser fácilmente explicado por subducción baja o procesos litosféricos. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han adoptado un nuevo enfoque para estudiar el punto caliente: utilizaron datos sísmicos obtenidos de USArray de EarthScope, explicó el Dr. Peter L. Nelson del Department of Geological Sciences, Jackson School of Geosciences, The University of Texas at Austin, Austin, TX, EE. UU. Créditos: Peter L. Nelson Los investigadores encontraron lo que describen como "una z...