Tras el mayor incendio forestal en la historia de California, el incendio de diciembre de 2017 Thomas Fire, una poderosa tormenta arrojó cerca de cinco pulgadas de lluvia en las laderas desnudas del condado de Ventura, desencadenando flujos de escombros el 9 de enero que mataron a 21 personas y destruyeron cientos de casas en las áreas de Montecito y San Ysidro Creek.

Los sismólogos de Caltech

Notaron que el rugido y rugido del deslizamiento de lodo fue detectado por un sismómetro a 1,5 kilómetros de distancia del peor de los daños.

Significativamente, encontraron que el sismograma generado por el evento revela información sobre la velocidad del flujo de escombros, el ancho del flujo y el tamaño de las rocas que portaba, y la ubicación del evento, los resultados sugieren que la generación actual de sismómetros en el campo podría usarse para proporcionar una advertencia temprana de un flujo de escombros entrante a los residentes en áreas propensas a deslizamientos de tierra.

Su estudio, que fue publicado en línea el 30 de mayo por Geophysical Research Letters , muestra que las lecturas del sismómetro podrían haber ofrecido a algunos de los residentes de Montecito entre 5 y 10 minutos de advertencia el 9 de enero.

La investigación fue dirigida por Victor Tsai (BS '04), autor correspondiente del artículo y profesor de geofísica.

Tsai ha estado interesado durante mucho tiempo en explorar qué información se puede obtener de los sismómetros más allá de las señales de terremoto habituales para las cuales fueron diseñadas para detectar.

¡No te pierdas las últimas noticias!
Haz clic en el tema que más te interese y te mantendremos al corriente con aquellas noticias que no debes perderte.
Investigación Científica

"El movimiento del suelo puede indicar muchas cosas, desde la detonación de una ojiva hasta el movimiento de un glaciar. El truco es determinar qué significa la señal", dice. Como tal, ya había comenzado a trabajar en un modelo que predijo cómo debería ser un deslizamiento de lodo, basado en modelos existentes de sedimentos transportados por el agua.

Colaborando con Tsai

El estudiante graduado Voon Hui Lai recolectó datos de los tres sismómetros ubicados a pocos kilómetros del alud para buscar la señal predicha por el modelo.

Debido a problemas técnicos y de proximidad, dos de los sismómetros no registraron robustamente la diapositiva. El tercero, sin embargo, lo hizo. "No fue inmediatamente obvio, pero después de un tiempo, lo encontramos", dice Lai.

La señal, un estruendo que duró casi 20 minutos, apareció en la banda de frecuencia de 5-10 hertzios, que se encuentra en el umbral más bajo del oído humano. El equipo fue capaz de determinar que la señal era de hecho el deslizamiento de lodo en función de su sincronización y descartando otras fuentes potenciales.

Se correspondía casi perfectamente con las predicciones hechas por el modelo de Tsai.

Analizando el sismograma resultante, Tsai y Lai fueron capaces de mostrar cómo la señal se podría utilizar para estimar los elementos clave de un flujo de escombros (tamaño, velocidad e intensidad) en función de cómo influyen en la sacudida del suelo. La señal indicó que el flujo de escombros "hocico" (donde se encuentran los cantos rodados de mayor tamaño) cubría aproximadamente un área de 50 metros por 50 metros; que los cantos rodados transportados por el flujo alcanzaron hasta alrededor de 1.3 metros de diámetro; y que la velocidad de flujo era de aproximadamente 2,4 metros por segundo.

Ahora que saben qué buscar y tienen un modelo de lo que indica el sismograma, los científicos pueden usar esto para desarrollar un sistema de alerta temprana basado en los sismómetros existentes, dice Tsai. "Los flujos de escombros se mueven mucho más lentamente que los terremotos, por lo que podríamos desarrollar un sistema de alerta temprana que ofrecería advertencias importantes para los residentes y los primeros en responder", dice.

"Al igual que los terremotos, los flujos de escombros ocurren con poca frecuencia y son peligrosos de observar directamente", agrega el coautor Michael Lamb, profesor de geología. "Al medir el temblor de tierra a una distancia segura, nuestro estudio muestra que la sismología tiene un gran potencial para mejorar nuestra comprensión de cuándo, dónde y por qué ocurren los flujos de escombros".

Los investigadores planean seguir probando y ajustando el modelo utilizando experimentos controlados que producen mediciones más precisas.

El estudio se titula "La firma sísmica de los flujos de escombros: Mecánica de flujo y alertas tempranas en Montecito, California". Los coautores incluyen a Thomas Ulizio, gerente de laboratorio y asistente de investigación en Caltech, y Alexander Beer, investigador postdoctoral en geología. Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation y la Swiss National Science Foundation.

¡No te pierdas nuestra pagina de Facebook!!
Haz clic para leer más