¿Qué tienen en común una montaña, una falla tectónica y un montón de arena en el laboratorio? Más de lo que piensas. Porque, como han demostrado algunos físicos holandeses, una pequeña sacudida es suficiente para que el suelo se "licue" y se produzca un miniterremoto. Un fenómeno que, a pequeña escala, reproduce perfectamente lo que ocurre en la corteza terrestre durante un terremoto. Y eso podría ayudarnos a comprender mejor cómo predecir y afrontar estos eventos catastróficos. Pero procedamos en orden.
Una montaña de granos
Todo comienza con una intuición de los investigadores. Kasra Farain e Daniel Bonn de la Universidad de Ámsterdam. Su idea es clara: reproducir en el laboratorio las condiciones que se dan en una ladera empinada de una montaña o a lo largo de una falla tectónica, utilizando una fina capa de diminutas esferas del diámetro de un cabello humano.
¿Por qué utilizar granos en lugar de un bonito bloque de roca? Porque, como explican los investigadores en el estudio que te enlazo aquí, el terreno que pisamos está lejos de ser un sólido perfecto. De hecho, se parece más a una masa desordenada de gránulos, ya sean granos de arena o fragmentos de piedra. Y lo mismo ocurre con las fallas profundas, donde se encuentran las placas tectónicas. En definitiva, para entender cómo se desencadena un terremoto, es mejor partir de los cimientos: los granos.
Bailando sobre la falla: terremotos en el laboratorio
Utilizando un disco presionado sobre la superficie de los granos y girado lentamente a una velocidad constante, los investigadores simularon en el laboratorio las fuerzas que se acumulan en una pendiente pronunciada o a lo largo de una falla. Luego, con un simple rebote de la pelota (literalmente) junto al aparato experimental, generaron una pequeña onda sísmica. ¿El resultado? Los granos comenzaron a deslizarse y reorganizarse, como en un terremoto real.
Pero la verdadera sorpresa llegó cuando los investigadores analizaron en detalle la "danza" de los granos. De hecho, durante un breve momento, estos se comportan más como un líquido que como un sólido, perdiendo fricción y deslizándose unos sobre otros. Sólo después del paso de la onda sísmica se vuelve a sentir la fricción y los granos vuelven a atascarse, pero en una configuración diferente.
Del tubo de ensayo a la corteza terrestre
Seguro, podrías objetar, todo es muy interesante, pero ¿qué tiene que ver un pequeño montón de arena bailando en el laboratorio con esto? con terremotos reales? Más de lo que imaginas. Porque, como explican los investigadores, los fenómenos sísmicos siguen leyes "invariantes de escala". En resumen, ya sea que se trate de granos diminutos o de fallas enteras de kilómetros de longitud, la física básica es la misma.
No es casualidad que el modelo matemático que Farain y Bonn dedujeron de sus experimentos sea capaz de explicar cuantitativamente cómo el terremoto de Landers de 1992 en California desencadenó un segundo evento sísmico de forma remota, 415 km más al norte. Y no sólo eso: el mismo modelo describe con precisión el aumento de la presión del fluido observado en la zona de subducción de Nankai, cerca de Japón, después de una serie de pequeños terremotos en 2003.
De los pasos de los compañeros a las ondas sísmicas
La historia de esta investigación también tiene un lado irónico. De hecho, inicialmente el aparato experimental de Farain estaba colocado sobre una mesa sencilla, sin todos los sofisticados sistemas de aislamiento de vibraciones necesarios para realizar mediciones precisas. ¿Resultado? Incluso el más mínimo movimiento de los compañeros, desde caminar hasta cerrar una puerta, afectó el experimento. Un gran dolor de cabeza para el pobre Farain, obligado a suplicar pasos suaves y cierres suaves.
Pero como sabemos, a veces las molestias se convierten en oportunidades. Inspirado por cómo los movimientos de sus colegas afectaban su aparato, Farain comenzó a investigar la física en funcionamiento. E incluso después de conseguir finalmente una mesa con vibración optimizada, no pudo resistirse a regresar al laboratorio con un altavoz para generar ruidos controlados y estudiar sus efectos.
¿Tendremos una Tierra más predecible gracias a mini terremotos en el laboratorio?
Dime que sí, vivo en Campi Flegrei. Esta investigación podría tener implicaciones muy serias para nuestra comprensión de los terremotos y la capacidad de predecirlos. Todavía estamos lejos de poder predecir con certeza dónde y cuándo ocurrirá el próximo "gran terremoto", pero comprender mejor cómo incluso una pequeña perturbación puede desencadenar un evento sísmico es un paso fundamental en esa dirección.
Quizás algún día las generaciones futuras recuerden estos experimentos como un punto de inflexión en nuestra lucha contra uno de los fenómenos más devastadores de la naturaleza. Un poco como vemos hoy los experimentos de Galileo sobre la caída de los cuerpos o los de Newton sobre las órbitas de los planetas. Porque incluso la ciencia más revolucionaria a veces comienza con un simple montón de arena. O de un colega que pisa demasiado fuerte al pasar junto a una mesa.
