O ruído sísmico - as vibrações de baixo nível causadas por tudo, desde trens do metrô até ondas quebrando na praia - é na maioria das vezes algo que os sismólogos trabalham para evitar. Eles o fatoram a partir de modelos e criam algoritmos com o objetivo de eliminá-lo para que possam identificar os sinais de terremotos.

Mas Tim Clements acha que pode ser uma ferramenta para monitorar um dos recursos mais preciosos do mundo - a água.

Um estudante de pós-graduação trabalhando no laboratório do Professor Assistente de Ciências da Terra e Planetárias Marinha Denolle, Clements é o autor principal de um estudo recente que usou ruído sísmico para medir o tamanho e os níveis de água em aquíferos subterrâneos na Califórnia. A técnica pode até ser usada para rastrear se e como os aquíferos se recuperam após a precipitação, e compreender as mudanças geológicas que podem ocorrer quando a água é bombeada. O estudo é descrito em um artigo publicado recentemente em Cartas de pesquisa geofísica .

"A maneira como isso normalmente seria feito hoje seria fazer uma medição em um poço de água subterrânea, "Clements disse." E se você tem uma rede desses poços, você pode desenvolver um modelo onde assume uma série de parâmetros hidrológicos ... e que permite medir a saúde do aquífero.

"Mas o que mostramos é que podemos medir diretamente essas ondas que estão viajando por todo o aquífero, "ele continuou." Então, não temos que fazer essas suposições, porque podemos medir diretamente as ondas. "

Usando essas medidas, pesquisadores conseguiram medir a profundidade da água do aquífero do Vale de San Gabriel, localizado fora de Los Angeles, dentro de um centímetro. Os esforços para medir o tamanho do aquífero foram limitados pela rede sísmica existente, Clements disse, e, portanto, eram precisos apenas em cerca de um quilômetro.

"Isso nos dá uma maneira de começar a pensar sobre o volume, "Denolle disse." O que descobrimos é que usando este método o volume que calculamos como tendo sido bombeado para fora do aquífero igualou o volume que foi publicado. "

"Estimamos em cerca de meio quilômetro cúbico, "Clements disse." E isso é exatamente o que o mestre da água de San Gabriel disse que bombearam durante a seca para atender à demanda. "

Essa seca, Clements disse, foi um dos motivos pelos quais os pesquisadores optaram por se concentrar no Vale de San Gabriel.

"Eles experimentaram uma grande seca nos últimos cinco anos, e há mais de 1 milhão de pessoas que vivem nesta área relativamente pequena fora de Los Angeles que dependem da água subterrânea para todas as suas necessidades de uso de água, "disse ele." Nos últimos cinco anos, eles perderam uma grande quantidade de água subterrânea, e há um grande custo financeiro nisso, portanto, nosso objetivo era entender se podemos usar ondas sísmicas para entender o que está acontecendo com o aquífero. "

A região também já está equipada com uma rede de sismógrafos, ele disse, tornando relativamente fácil obter dados de ruído sísmico e usá-los para examinar o aquífero.

Embora o estudo não tenha sido o primeiro a ter a ideia de usar ruído sísmico para estudar as águas subterrâneas, Denolle disse que os esforços anteriores foram prejudicados porque dependiam de um sinal que era relativamente fraco em comparação a fatores ambientais como temperatura e pressão.

"Este foi um grande sinal que observamos, "ela disse." O aquífero oscilou com 20 metros de mudanças de altura da água em alguns anos, portanto, é um sinal maior do que qualquer influência ambiental. "

O sistema também pode ser uma ferramenta útil para qualquer pessoa envolvida na gestão de recursos hídricos, Clements disse, porque pode dar-lhes uma visão momento a momento precisamente do que está acontecendo em um aqüífero subterrâneo.

"Isso poderia ser usado para a gestão da água, "Clements disse." Neste estudo, analisamos cerca de 17 anos de dados, de 2000 a 2017, mas daqui para frente isso poderia ser usado em um aplicativo de gerenciamento de água, para que você pudesse ter uma ideia do que está acontecendo com o aquífero diariamente. "

Além de fornecer medições de água subterrânea, a técnica também pode ser usada para monitorar a saúde de um aquífero ao longo do tempo.

"Se tivéssemos os dados, podemos ser capazes de usar essa tecnologia para olhar para trás e ver como os aquíferos eram no passado e estudar a evolução de longo prazo de um aquífero, "Denolle disse." Um dos desafios para as pessoas que gerenciam os recursos hídricos é se os aqüíferos ainda respondem elasticamente, o que significa que podemos recarregá-lo com a mesma capacidade de armazenamento ou ele está perdendo capacidade com o tempo à medida que bombeamos a água? Usando ondas sísmicas, podemos potencialmente descobrir se esses aqüíferos são elásticos ou não. "

Daqui para frente, Clements disse, ele planeja buscar maneiras de melhorar a resolução do sistema nos níveis micro e macro.

Trabalhando em colaboração com o corpo docente da Tufts University, ele instalou poços e sismômetros no campus para rastrear mudanças à medida que a água subterrânea é bombeada para a superfície para irrigar campos esportivos. Outros esforços estão focados no uso da rede de sismômetros existente na Califórnia para melhorar as formas de medir o tamanho total dos aqüíferos.