p Observação e origem do sinal de elastogravidade precedendo ondas sísmicas diretas. O mapa mostra a localização dos sismômetros (triângulos) detectando os sinais de alerta logo após o início do terremoto Tohoku (Japão, 11 de março de 2011, magnitude 9,1), indicado pela estrela negra. Nos concentramos aqui em uma das estações (MDJ), localizado no nordeste da China, 1280 km de distância do terremoto Tohoku. Em tais distâncias, ondas sísmicas diretas chegam cerca de 165 s após o início do terremoto, conforme mostrado na inserção reproduzindo o sismograma vertical MDJ. Contudo, uma clara, mesmo se muito mais fraco, O sinal de aceleração é detectado pelo sismômetro antes da chegada das ondas diretas. A origem desse sinal pode ser entendida considerando um tempo após o início do terremoto, mas antes da chegada das ondas sísmicas diretas. Por exemplo, cerca de 55 s após o tempo de origem, ondas diretas se propagaram dentro do volume mostrado pela área cinza, mas ainda estão longe de chegar à estação MDJ. Contudo, dentro deste volume, ondas sísmicas causaram compressões e dilatações do meio (conforme indicado na seção transversal inferior), e a contribuição global de todos esses elementos cuja massa mudou dá origem a uma perturbação da gravidade, imediatamente detectado pelo sismômetro (efeito direto). O campo gravitacional também é modificado em todos os lugares da Terra, e cada um dos elementos afetados por essas perturbações é uma fonte secundária de ondas sísmicas (efeito induzido). No volume verde ao redor do sismômetro, este campo de ondas sísmicas secundárias chega antes das ondas diretas. O sismômetro, portanto, registra um sinal de elastogravidade imediato, devido aos efeitos diretos e induzidos das perturbações da gravidade. Crédito:IPGP, 2017
p Depois de um terremoto, há uma perturbação gravitacional instantânea que pode ser registrada antes das ondas sísmicas que os sismólogos podem detectar. Em um estudo publicado em
Ciência em 1 de dezembro, 2017, uma equipe formada por pesquisadores do CNRS, IPGP, a Université Paris Diderot e Caltech conseguiu observar esses sinais fracos relacionados à gravidade e entender de onde eles vêm. Por serem sensíveis à magnitude dos terremotos, esses sinais podem desempenhar um papel importante na identificação precoce da ocorrência de um grande terremoto. p Este trabalho surgiu da interação entre sismólogos que queriam entender melhor os terremotos e físicos que estavam desenvolvendo medições de gravidade fina com o objetivo de detectar ondas gravitacionais. Terremotos mudam brutalmente o equilíbrio de forças na Terra e emitem ondas sísmicas cujas consequências podem ser devastadoras. Mas essas mesmas ondas também perturbam o campo de gravidade da Terra, que produz um sinal diferente. Isso é particularmente interessante com vista à quantificação rápida de tremores, porque se move na velocidade da luz, ao contrário das ondas de tremor, que se propagam a velocidades entre três e 10 km / s. Portanto, sismômetros em uma estação localizada a 1000 km do epicentro podem detectar esse sinal potencialmente mais de dois minutos antes da chegada das ondas sísmicas.
p O trabalho apresentado aqui segue em 2016 (J.-P. Montagner et al.,
Nat. comum . 7, 13349 (2016)) estudo que demonstrou este sinal pela primeira vez. Primeiro, os cientistas observaram esses sinais nos dados de cerca de 10 sismômetros localizados entre 500 e 3000 km do epicentro do terremoto japonês de 2011 (magnitude 9,1). A partir de suas observações, os pesquisadores demonstraram então que esses sinais eram devidos a dois efeitos. O primeiro é a mudança de gravidade que ocorre no local do sismômetro, que muda a posição de equilíbrio da massa do instrumento. O segundo efeito, o que é indireto, é devido à mudança de gravidade em todos os lugares da Terra, que perturba o equilíbrio das forças e produz novas ondas sísmicas que chegarão ao sismômetro.
p Levando em consideração esses dois efeitos, os pesquisadores mostraram que este sinal relacionado à gravidade é muito sensível à magnitude do terremoto, o que o torna um bom candidato para quantificar rapidamente a magnitude de fortes terremotos. O desafio futuro é explorar este sinal para magnitudes abaixo de cerca de oito a 8,5, porque abaixo deste limite, o sinal é muito fraco em relação ao ruído sísmico emitido naturalmente pela Terra, e dissociá-lo desse ruído é complicado. Então, os pesquisadores planejam testar várias tecnologias, incluindo alguns inspirados em instrumentos desenvolvidos para detectar ondas gravitacionais.
