- Los investigadores registraron más de 450 “thunderquakes” mediante un cable de telecomunicaciones de cuatro kilómetros enterrado bajo el campus de Penn State.
- Las vibraciones producidas cuando las ondas acústicas alcanzan el suelo permitieron reconstruir estructuras del subsuelo hasta alrededor de cien metros de profundidad.
El sonido de un trueno no desaparece cuando alcanza el suelo. Parte de su energía puede transformarse en pequeñas vibraciones sísmicas que viajan por las capas superficiales del terreno, un fenómeno que los investigadores denominan thunderquakes. Un trabajo publicado en Science Advances demuestra ahora que esas señales pueden aprovecharse para obtener imágenes del subsuelo utilizando como red de sensores cables de fibra óptica de telecomunicaciones que ya se encuentran instalados.
El equipo utilizó aproximadamente cuatro kilómetros de fibra enterrada bajo el campus de University Park de Penn State y aplicó una técnica conocida como Distributed Acoustic Sensing. Un láser enviado a través del cable permite detectar diminutas modificaciones en la luz que regresa cuando el terreno deforma ligeramente la fibra. De esta manera, una única línea de telecomunicaciones puede comportarse como una extensa sucesión de sensores separados por pocos metros.
Durante unos dos años y medio, los investigadores identificaron más de 450 señales asociadas a tormentas. La enorme densidad espacial y temporal de las mediciones permitió seguir cómo las ondas acústicas del trueno alcanzaban la superficie, transferían energía al terreno y se propagaban posteriormente como ondas sísmicas. Con esa información consiguieron aplicar técnicas de tomografía y reconstruir propiedades de los primeros aproximadamente cien metros del subsuelo.
La prueba se realizó sobre una región de geología kárstica, con calizas donde pueden aparecer cavidades y zonas debilitadas. Las imágenes identificaron sectores que posteriormente pudieron compararse con registros de sondeos y señales de deformación superficial. Los autores consideran que el método podría resultar útil en el futuro para estudiar riesgos como hundimientos, movimientos del terreno, recursos de agua subterránea o condiciones geológicas antes de determinadas obras.
La ventaja frente a otras técnicas es que el trueno funciona como una fuente sísmica gratuita y la fibra puede existir ya bajo las calles. Los estudios convencionales suelen utilizar equipos que generan vibraciones controladas o dependen de terremotos naturales y redes de sismómetros. En lugares donde la actividad sísmica es escasa, las tormentas podrían proporcionar señales adicionales sin necesidad de introducir una fuente artificial de energía en el terreno.
Por ahora se trata de una demostración realizada sobre un entorno concreto y deberá comprobarse hasta qué punto funciona sobre otros terrenos, profundidades y configuraciones de fibra. Los investigadores apuntan incluso a posibles aplicaciones planetarias en lugares con atmósferas y tormentas, pero ese escenario es todavía especulativo. La utilidad inmediata está en demostrar que una señal normalmente considerada ruido puede transformarse en información geológica aprovechable.
