Un metodo computazionale pionieristico sviluppato dai ricercatori dell'UT Austin consente ora agli scienziati di utilizzare i dati di mappatura della superficie per creare immagini dettagliate dell'interno della Terra. Questa svolta offre preziose informazioni sui processi geologici e sui meccanismi dei terremoti, segnando un importante progresso nelle scienze della Terra.
I ricercatori dell'Università del Texas ad Austin hanno rivoluzionato il modo in cui gli scienziati possono osservare il sottosuolo della Terra. Introducendo un metodo computazionale innovativo chiamato “imaging della deformazione”, questa tecnica avanzata sfrutta i dati di superficie provenienti da tecnologie come GPS, radar e scansione laser per rivelare dettagli intricati sulla crosta e sul mantello terrestre, aree cruciali per la comprensione dei processi geologici.
"Le proprietà dei materiali come la rigidità sono fondamentali per comprendere i diversi processi che si verificano in una zona di subduzione o nella scienza dei terremoti in generale", ha affermato Simone Puel, lo sviluppatore del metodo, in una conferenza stampa. comunicato stampa.
Puel, che ha portato avanti questo progetto durante gli studi universitari presso la UT Austin Jackson School of Geosciences, ha sottolineato il potenziale di combinare questa tecnica con altri metodi per creare modelli meccanici completi dei terremoti.
"Se combinato con altre tecniche come quella sismica, elettromagnetica o gravitazionale, dovrebbe essere possibile produrre effettivamente un modello meccanico molto più completo di un terremoto in un modo mai fatto prima", ha aggiunto.
Attualmente studioso post-dottorato presso il California Institute of Technology, Puel ha pubblicato il teoria fondazionale per questo metodo all'inizio di quest'anno. UN studio successivo, pubblicato nel numero di giugno di Science Advances, ha presentato la tecnica utilizzando i dati GPS del terremoto di Tohoku in Giappone nel 2011, generando immagini del sottosuolo fino a 100 chilometri sotto terra. Queste immagini hanno rivelato strutture tettoniche e vulcaniche chiave sotto l’Anello di Fuoco del Pacifico, identificando in particolare un profondo serbatoio di magma utilizzando solo dati di superficie: una novità scientifica.
La tecnica sfrutta la crosta eterogenea della Terra, costituita da materiali con elasticità variabile che si deformano in modo non uniforme sotto stress. Simulando la Terra come un materiale elastico con resistenza variabile in tre dimensioni, il modello calcola la rigidità del sottosuolo dal movimento relativo dei sensori GPS durante gli eventi sismici, producendo una rappresentazione 3D dell'interno della Terra.
Un aspetto interessante di questo metodo è la sua compatibilità con le misurazioni satellitari, compresi i dati del prossimo veicolo spaziale NISAR della NASA. Questa missione congiunta con l’Indian Space Research Organization promette una mappatura globale ad alta risoluzione ogni 12 giorni, trasformando potenzialmente il modo in cui gli scienziati monitorano e comprendono le regioni geologicamente attive.
Thorsten Becker, professore alla Jackson School e coautore dello studio, ha evidenziato la promessa del metodo di monitorare continuamente le faglie sismiche, migliorando la nostra comprensione del ciclo dei terremoti.
Un altro coautore, Omar Ghattas del Dipartimento di ingegneria meccanica dell’UT Austin Walker e dell’Istituto di ingegneria e scienze computazionali dell’UT Austin Oden, ha osservato che questo progresso potrebbe aprire la strada alla creazione di gemelli digitali della Terra. Questi modelli sofisticati integrerebbero dinamicamente nuove osservazioni per affinare e migliorare le capacità predittive.
Lo studio ha incluso contributi di Dunyu Liu, geoscienziato computazionale presso l’Istituto di geofisica dell’Università del Texas, e di Umberto Villa, ricercatore presso l’Oden Institute.
Questo approccio pionieristico segna un passo avanti significativo nelle scienze della Terra, promettendo di arricchire la nostra comprensione del funzionamento interno del pianeta e potenzialmente di mitigare i rischi associati alle attività sismiche.