Grandi Laghi. Credito:CC0 Dominio Pubblico
Sotto le onde pacifiche di un lago c'è un rombo, impercettibile a tutti tranne che ai sismometri, che si increspa nella terra come le onde si increspano lungo la riva.
In uno studio pubblicato oggi su Journal of Geophysical Research Solid Earth , scienziati dell'Università dello Utah riferiscono che questi piccoli segnali sismici possono aiutare la scienza. Come una registrazione del moto ondoso in un lago, possono rivelare quando un lago gela e quando si scioglie. E come un piccolo, fonte costante di energia sismica nella terra circostante, i microsismi lacustri possono far luce sulla geologia che circonda un lago.
"È una specie di fenomeno nuovo, " dice Keith Capodistria, direttore delle stazioni sismografiche dell'Università dello Utah e coautore dello studio. "Non sappiamo davvero come è stato creato."
Alla scoperta dei laghi tremanti
I sismologi sanno da tempo che le onde oceaniche spinte dal vento generano piccole onde sismiche, chiamati microsismi. Questi microsismi vengono generati mentre le onde si trascinano sul fondo dell'oceano o interagiscono tra loro. Fanno parte del rumore sismico di fondo nelle zone costiere.
"Recentemente abbiamo scoperto che anche le onde sui laghi generano questi microsismi, " dice Capodistria. I microsismi lacustri erano stati precedentemente registrati vicino ai Grandi Laghi, Il Great Slave Lake del Canada e il Great Salt Lake dello Utah. Nella carta, Capodistria e colleghi presentano ulteriori osservazioni dal lago Yellowstone e da tre laghi in Cina, esplorando le caratteristiche dei microsismi dei rispettivi laghi.
Capodistria dice che le scosse sono molto piccole. "Non saresti in grado di sentirli, Certamente, ", dice. Ma calcolando la media dei segnali sismici su un lungo periodo, sei mesi, per esempio, emerge un segnale coerente.
Scansione della Terra
Il segnale può essere utilizzato per produrre ciò che Capodistria chiama una "scansione TC della Terra, " o tomografia sismica. Le onde sismiche viaggiano attraverso diversi materiali geologici a velocità diverse, quindi osservare come cambiano le onde mentre emanano da una sorgente può rivelare la geologia del sottosuolo. I ricercatori possono creare queste sorgenti sismiche con metodi come un martello su una piastra metallica, un'esplosione, o un camion appositamente attrezzato con una piastra vibrante. laghi, Capodistria dice, fornire un naturale, fonte regolare. "Ci vorrebbe un bel po' di impegno e lavoro per generare questo livello di energia".
L'area che potrebbe essere esplorata utilizzando i microsismi lacustri è limitata alla regione prossima a un lago, ma Capodistria scrive che i microsismi lacustri provenienti dal Gran Lago Salato potrebbero arrivare abbastanza lontano da visualizzare come le onde sismiche si muoverebbero sotto Salt Lake City, che si trova sulla faglia Wasatch, in un forte terremoto. Allo stesso modo, I microsismi del Lago Tahoe potrebbero estendersi a Reno, Nevada, e il lago Michigan potrebbero fornire microsismi per visualizzare la geologia al di sotto dell'area di Chicago.
Tracciare il ghiaccio nei laghi
I microsismi possono svolgere un'altra funzione, dice Aini Mokhdhari, una laurea specialistica in geologia. Poiché i tremori sono causati dalle onde spinte dal vento, i microsismi cessano quando un lago gela in inverno. Riprendono di nuovo quando si scioglie in primavera. Così, piuttosto che fare affidamento su osservazioni satellitari o di testimoni oculari, il congelamento e lo scongelamento del lago potrebbero essere monitorati da un sismometro autonomo.
Mokhdhari ha esaminato i dati microsismici del lago Yellowstone, un lago ben osservato per il quale sono note le date di congelamento e scongelamento. "Confrontiamo i dati che abbiamo ottenuto dal sismografo per vedere se è lo stesso, "dice. "Finora è così." Le osservazioni sismologiche potrebbero non essere necessarie a Yellowstone Lake, ma potrebbe essere utile per monitorare i laghi più remoti per i cambiamenti a lungo termine della durata della copertura di ghiaccio. Mokhdhari presenterà i risultati del suo lavoro sui microsismi lacustri al Fall Meeting dell'American Geophysical Union, che si terrà dall'11 al 15 dicembre a New Orleans.
Ascoltando il lago di Yellowstone
La prossima estate, Mokhdhari e Koper si uniranno ai colleghi in un ulteriore studio sismico del lago Yellowstone. Metteranno una serie di piccoli sismometri chiamati geofoni attorno al perimetro del lago, e posizionare anche una serie di speciali sismometri impermeabili sul fondo del lago. Inoltre, utilizzeranno una boa sul lago per misurare le condizioni del vento e delle onde. I loro colleghi stanno cercando di capire le bocche idrotermali nel lago Yellowstone, ma Mokhdhari e Koper sono molto più interessati a catturare i microsismi da tutte le angolazioni.
"Se possiamo registrare contemporaneamente a terra e sott'acqua, " dice Capodistria, "possiamo avere un'idea migliore di come vengono generate queste cose."