Utilizzando una serie di geofoni delle dimensioni di una lattina di caffè distribuiti per circa un mese nei cortili, campi da golf e parchi pubblici, i ricercatori hanno raccolto dati sufficienti per consentire loro di mappare la profondità e la forma dei bacini sedimentari di San Gabriel e San Bernardino di Los Angeles, California.

I sismologi pensano che questi bacini sedimentari possano fungere da "guida d'onda" per concentrare e intrappolare l'energia di un terremoto sulla faglia meridionale di San Andreas, quindi comprendere la loro struttura è importante per aiutare a prevedere quanto bene potrebbero incanalare l'energia da un simile terremoto nel centro di Los Angeles.

Il gruppo di ricerca, guidato da Patricia Persaud della Louisiana State University e Robert Clayton del California Institute of Technology, è stato in grado di mappare i due bacini in modo più dettagliato rispetto a studi precedenti, dimostrando che il bacino di San Gabriele è più profondo del bacino di San Bernardino e che il bacino di San Bernardino ha una forma irregolare. Persaud e colleghi hanno anche scoperto segni di offset profondi negli strati della crosta terrestre che potrebbero essere correlati a due faglie - le faglie di Red Hill e Raymond - che sono state precedentemente mappate in aree vicine in superficie.

"Attualmente è troppo presto per dire come i nostri risultati cambieranno il modo in cui potremmo pensare alla capacità di questi bacini di incanalare l'energia sismica, "Persaud ha detto. "Tuttavia, stiamo raccogliendo più dati nell'area che verranno utilizzati per affinare ulteriormente la struttura del bacino".

I geofoni sono strumenti che convertono la velocità del movimento del suolo in tensione che può essere utilizzata per determinare la geometria delle strutture sotto la superficie terrestre. La visualizzazione dei dettagli della struttura del bacino sedimentario richiede un gran numero di stazioni sismiche ravvicinate al fine di catturare importanti cambiamenti nella struttura lateralmente attraverso il bacino. Gli array di geofoni offrono un modo economico e fattibile per raccogliere questi dati in un'area urbana densamente popolata, rispetto alle complicazioni e ai costi dell'implementazione di sismometri a banda larga, Persaud ha notato.

Ciascuno dei 202 nodi distribuiti nello studio, in tre linee che attraversano i bacini settentrionali, hanno le dimensioni di una lattina di caffè. "Pesano circa sei libbre e hanno un data logger, batteria e registratore tutto in un contenitore, "Spiega Persaud. "Per posizionarli nel terreno scaviamo una piccola buca che consentirà di coprire i nodi con circa due pollici di terra una volta piantati saldamente. La maggior parte dei residenti nell'area di Los Angeles ci dice di metterli dove vogliamo, alcuni addirittura ci aiutano a scavare le buche; quindi scegliamo un sito nei loro cantieri e in circa cinque minuti abbiamo il nodo in posizione e la registrazione".

Nella maggior parte dei casi, i proprietari sono stati "estremamente cordiali e accomodanti" durante lo studio in corso, disse Persaud. "La cosa interessante è che quando abbiamo ottenuto una risposta positiva è stata quasi immediata. I residenti di Los Angeles sono molto consapevoli dell'elevato rischio sismico in questa regione, e sono spesso curioso del nostro studio e dei nodi, e vogliono saperne di più. Alcuni si offrono di spargere la voce sul nostro studio attraverso i social media e incoraggiano anche i loro amici e vicini a partecipare".

I nodi hanno raccolto dati ininterrottamente per 35 giorni. In questo momento, hanno rilevato movimenti del suolo di magnitudo 6 e terremoti maggiori che si sono verificati a migliaia di chilometri da Los Angeles. I dati della forma d'onda sismica di questi terremoti telesismici possono essere utilizzati con un metodo chiamato tecnica della funzione del ricevitore per mappare lo spessore della crosta e le strutture crostali poco profonde al di sotto di una stazione sismica. Le funzioni del ricevitore calcolate dagli array nodali sono simili a quelle calcolate dai dati a banda larga, i ricercatori hanno concluso, ma l'array nodale offre uno sguardo a più alta risoluzione sulle strutture crostali come il confine tra la crosta terrestre e il mantello e l'interfaccia tra i sedimenti e la roccia basale attraverso i bacini.

Quest'estate, il team di ricerca è tornato in California posizionando i nodi "lungo nuove linee che hanno lo scopo di riempire tutte le aree in cui potrebbe esserci un cambiamento nella forma del bacino, " ha detto Persaud. "Abbiamo appena implementato tre nuovi profili e poi compileremo i risultati di tutti i nostri profili per produrre un modello strutturale aggiornato per i bacini".

Lo studio è pubblicato su Lettere di ricerca sismologica .