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Interacción Litosfera-Atmósfera-Ionosfera (LAIC)

El fenómeno LAIC consiste en el acoplamiento de tres geo-niveles de la Tierra, la litosfera, la atmósfera y la ionosfera, de tal forma que fenómenos que se producen en la litosfera pueden propagarse hacia la atmósfera y afectar capas más altas alcanzando la ionosfera. Desde el punto de vista sismológico, entender los procesos físicos subyacentes que tienen lugar durante la fase de preparación sísmica de eventos altamente energéticos puede ser un reto, sobre todo a nivel de falla. Un método alternativo es estudiar si durante esta fase de preparación la litosfera interactúa con la atmósfera y la ionosfera asumiendo un acoplamiento tipo LAIC.

Hay tres mecanismos principales que se han propuesto por los que este acoplamiento podría producirse. El primero está relacionado con la presencia de p-holes (huecos positivos) que se generan durante la fase de preparación de un terremoto por los esfuerzos que se producen a lo largo de la falla. Estas partículas cargadas podrían alterar el circuito eléctrico en la atmósfera, ionizándola y creando inestabilidades en la mesosfera, alcanzando finalmente la ionosfera (Freund, 2011). Otra hipótesis está relacionada con la migración de fluidos a lo largo de la falla y la emisión de gas radón que parece detectarse durante la fase de preparación de los eventos sísmicos más energéticos. Esta liberación afectaría a la atmósfera que finalmente se propagaría generando alteraciones en la ionosfera (Pulinets & Ouzounov, 2011). Por último, el tercero de los mecanismos está basado en la generación de ondas acústicas de gravedad que se generarían precedentemente o pocos minutos después de un terremoto y que se propagarían hacia niveles superiores afectando la ionosfera (Yeh & Liu, 1974).

Todas estas alteraciones observadas en los tres geo-niveles han sido observadas normalmente mediante la detección de anomalías medidas por estaciones en tierra. Sin embargo, en los últimos años, con la puesta en órbita de misiones satelitales tales como DEMETER, Swarm o CSES, se han detectado anomalías electromagnéticas asociadas a actividad sísmica desde el espacio. Esto supone un gran paso hacia delante en el camino del entendimiento de la fase de preparación de los eventos sísmicos más energéticos y pone de manifiesto la necesidad de emplear análisis multiparamétricos para estudiar este tipo de fenómenos complejos combinando información no sólo sismológica sino también atmosférica e ionosférica.


Adaptada De Santis et al. (2015)

Dentro del grupo de Paleomagnetismo algunos de sus miembros han participado en varios proyectos europeos enfocados a este estudio, así como al desarrollo de varios trabajos en colaboración con el Istituto Nazionale di Geofisica e Vulganologia (INGV). Algunos ejemplos son:

D. Marchetti, A. De Santis, J., Shuanggen, S.A. Campuzano, G. Cianchini, A. Piscini (2020), Co-Seismic Magnetic Field Perturbations Detected by Swarm Three-Satellite Constelallation. Remote Sens. Environ. 12(7), 1166. DOI:10.3390/rs12071166.

D. Marchetti, A. De Santis, X. Shen, S.A. Campuzano, L. Perrone, A. Piscinini, R. Di Giovambattista, S. Jin, A. Ippolito, G. Cianchini, C. Cesaroni, D. Sabbagh, L. Spogli, Z. Zhima, J. Huang (2020) Possible Litosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling effects prior to the 2018 Mw = 7.5 Indonesia earthquake from seismic, atmospheric and ionospheric data. Journal of Asian Earth Sciences, 188, 104097. DOI: 10.1016/j.jseaes.2019.104097.

A. De Santis, G. Balasis, F.J. Pavón-Carrasco, G. Cianchini, M. Mandea (2017). Potential earthquake precursory pattern from space: the 2015 Nepal event as seen by magnetic Swarm satellites. Earth and Planetary Science Letters, 421, 119 - 126. DOI: 10.1016/j.epsl.2016.12.037.































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