La transferencia de tensión de Coulomb es un proceso geológico relacionado con los sismos que implica cambios de tensión en el material circundante causados por eventos de deformación discretos locales. [1] Utilizando desplazamientos mapeados de la superficie de la Tierra durante los terremotos , los cambios de tensión de Coulomb calculados sugieren que la tensión aliviada durante un terremoto no solo se disipa sino que también puede moverse hacia arriba y hacia abajo en los segmentos de falla , concentrándose y promoviendo temblores posteriores. [2] Es importante destacar que los cambios de tensión de Coulomb se han aplicado a modelos de pronóstico de terremotos que se han utilizado para evaluar los peligros potenciales relacionados con la actividad sísmica. [1] [2] [3] [4] [5]
El criterio de falla de Coulomb requiere que la tensión de Coulomb exceda un valor σ f definido por la tensión cortante τ B , la tensión normal σ B , la presión de poro p y el coeficiente de fricción μ de un plano de falla, de modo que
También se supone a menudo que los cambios en la presión del fluido intersticial inducidos por cambios en la tensión son proporcionales al cambio de tensión normal a lo largo del plano de falla . [6] Estos efectos se incorporan en un coeficiente de fricción efectivo μ', de modo que
Esta simplificación permite que el cálculo de los cambios de tensión de Coulomb en un plano de falla sea independiente del campo de tensión regional, sino que dependa de la geometría de la falla, el sentido de deslizamiento y el coeficiente de fricción.
La importancia de los cambios de tensión de Coulomb se descubrió cuando se utilizaron los desplazamientos mapeados de los movimientos de fallas vecinas para calcular los cambios de tensión de Coulomb a lo largo de las fallas. Los resultados revelaron que la tensión aliviada en las fallas durante los terremotos no solo se disipó, sino que también se movió hacia arriba y hacia abajo en los segmentos de falla. Además, los lóbulos mapeados de tensión de Coulomb aumentada y disminuida alrededor de las fallas locales exhibieron tasas de sismicidad aumentadas y disminuidas respectivamente poco después de los terremotos vecinos, pero finalmente volvieron a su tasa de fondo con el tiempo. [7] [8]
El desencadenamiento de tensiones describe la ruptura reactiva de fallas a partir de aumentos en la tensión de Coulomb causados por eventos de deformación exógenos. [1] Aunque los desplazamientos vecinos a menudo producen cambios de tensión de pequeña magnitud, las áreas de estados de tensión de Coulomb perturbados se han utilizado con éxito para explicar la distribución espacial de la sismicidad de réplica desencadenada por tensiones .
El 28 de junio de 1992, un terremoto de magnitud 7,3 que golpeó cerca de Landers, California , fue seguido (unas tres horas después) por el terremoto de magnitud 6,5 de Big Bear a 40 km de distancia. Los cambios calculados en la tensión de Coulomb de ambos terremotos mostraron un lóbulo hacia el oeste de 2,1 a 2,9 bares de aumento de la tensión de Coulomb como resultado del desplazamiento asociado con ambos terremotos. De las aproximadamente 20.000 réplicas que ocurrieron 25 días después del 28 de junio en un radio de 5 km, más del 75 % se produjeron en áreas donde la tensión de Coulomb había aumentado y menos del 25 % en áreas donde la tensión de Coulomb había disminuido. [1]
Otro caso de estudio exitoso de predicción de terremotos ocurrió a lo largo del sistema de fallas de Anatolia del Norte en Turquía . Desde 1939 hasta 1999, el sistema de fallas de Anatolia había sido testigo de diez terremotos de M6.6 o más. La evolución de los cambios de tensión de Coulomb a lo largo de la falla de Anatolia del Norte como resultado de estos terremotos mostró que 11 de las 13 rupturas ocurrieron en áreas de mayor tensión de Coulomb causada por una ruptura anterior. [3] [4] Este método también se ha utilizado para predecir la sismicidad alrededor de volcanes activos sometidos a una variación significativa de la tensión en la cámara de magma. [9]
Aunque las agencias gubernamentales no utilizan ningún modelo oficial de predicción de transferencia de tensiones de Coulomb, los estudios geológicos suelen analizar las amenazas de terremotos utilizando la teoría de tensiones de Coulomb. Como ejemplo, el último de los trece terremotos anteriores a lo largo de la falla de Anatolia del Norte de Turquía , cerca de la ciudad de Duzce, fue predicho con éxito por los geólogos locales antes de que se produjera la ruptura. Esto permitió a los ingenieros evacuar las estructuras inestables y limitar los daños significativos. [2] Los científicos estiman que la probabilidad de otro terremoto a lo largo del sistema de fallas de Anatolia es del 62% durante los próximos 30 años y se localizará amenazadoramente cerca de Estambul. [3]
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