Guardare dentro la Terra richiede un segnale che possa penetrare le rocce, minerali e altro materiale opaco. Le onde sismiche rappresentano un tale segnale. Registrandoli con un sismometro, i ricercatori possono trarre conclusioni dai dati registrati sullo stato del sottosuolo attraverso il quale sono passate le onde. La conoscenza delle sollecitazioni del sottosuolo o delle fluttuazioni di deformazione è altrettanto importante per la sicurezza nelle costruzioni e nelle miniere, Per esempio, come per il monitoraggio dei processi geologici nei vulcani e nelle zone di faglia. Ora, Christoph Sens-Schönfelder del GFZ German Research Center for Geosciences di Potsdam e Tom Eulenfeld dell'Università di Jena hanno potuto dimostrare che le onde sismiche eccitate dal surf, insieme all'effetto delle maree terrestri sul sottosuolo, può essere utilizzato per comprendere meglio le proprietà della Terra.

Le onde sismiche non forniscono solo informazioni sulla struttura del materiale terrestre, ma anche delle forze che agiscono su di esso. Per esempio, le deformazioni del sottosuolo modificano la velocità con cui viaggia un'onda. Per trarre conclusioni sulle forze sotterranee dalla velocità, però, sono necessari dati su come il materiale reagisce alle deformazioni in condizioni note. Fino ad ora, tali dati sono stati disponibili solo da esperimenti di laboratorio, non dal campo.

Christoph Sens-Schönfelder e Tom Eulenfeld sono ora riusciti per la prima volta a utilizzare un singolo sismometro per misurare la sensibilità delle onde sismiche alla deformazione del materiale terrestre attraverso il quale si propagano. Per ottenere ciò, i ricercatori hanno valutato la velocità del rumore sismico generato dal surf. Lo riferiscono sul giornale Lettere di revisione fisica .

Misurare le deformazioni all'interno della Terra dalla superficie

"Usiamo due diversi segnali che l'ambiente ci fornisce naturalmente, " spiega Christoph Sens-Schönfelder. "A causa dell'effetto di marea della luna e del sole, l'universo conduce un esperimento di deformazione permanente con la Terra. Tirano con grande regolarità sul nostro pianeta. Per osservare questa trazione, usiamo il rumore sismico nel sottosuolo generato dalla risacca."

La relazione indagata da Christoph Sens-Schönfelder e Tom Eulenfeld consente in linea di principio una misurazione delle deformazioni all'interno della Terra mediante registrazioni di sismografi sulla superficie terrestre senza dover perforare il terreno.

I dati che i due ricercatori hanno studiato sono stati registrati dall'Osservatorio integrato dei confini delle placche nel deserto di Atacama, nel nord del Cile. Era necessario un software migliorato per rilevare anche i minimi cambiamenti nella velocità delle onde e per combinare questi cambiamenti con la deformazione del sottosuolo da parte delle maree. Poiché questa deformazione di marea è nota con elevata precisione, è possibile caratterizzare il sottosuolo in modo più completo di prima.