Un sismòmetre permet estudiar els períodes de desglaç a la conca alta del riu Aragon

Investigadors del CSIC han analitzat els senyals sísmics que generen els increments del cabal del riu Aragón deguts a la fusió de la neu. Han identificat els dies en què es produïen episodis de desgel així com els diferents graus d'intensitat d'aquest procés.
Imatge del riu Aragón. Font: Albergue río Aragón.Investigadors de l'Institut de Ciències de la Terra Jaume Almera del CSIC (ICTJA-CSIC) han analitzat els senyals sísmics que generen els increments del cabal del riu Aragó deguts a la fusió de la neu acumulada en la seva conca superior. En un estudi publicat recentment a la revista PLOS ONE, els investigadors descriuen com han identificat els episodis de desgel a partir dels patrons temporals de variació de les dades sísmiques.

Els autors han utilitzat les dades registrades durant 6 anys (2011-2016) pel sismòmetre instal·lat a l'interior del Laboratori Subterrani de Canfranc (LSC), a uns 400 metres de la llera del riu Aragón.

A partir dels senyals registrats pel sensor, els investigadors van generar una sèrie de espectrogrames diaris, una forma gràfica de representar l'energia del senyal en funció de la freqüència amb una resolució de minuts.

"Durant els episodis de desgel hem pogut identificar senyals sísmiques amb uns espectrogrames característics que permeten diferenciar-les d'altres fonts de vibracions presents en el fons del senyal", indica Jordi Díaz, investigador de l'ICTJA-CSIC i primer autor de l'estudi.

Posteriorment van dissenyar un algoritme per classificar de forma jeràrquica els espectres del senyal obtinguts i poder trobar així patrons comuns. D'aquesta manera, van poder identificar els dies en què es produïen episodis de desgel així com els diferents graus d'intensitat d'aquest procés.

Amb l'anàlisi dels espectrogrames els investigadors van observar que, de forma general, els episodis de desgel es concentren durant els mesos d'abril i maig. En alguns casos, com en l'any 2013, els investigadors van arribar a identificar en el senyal crescudes derivades de la fusió de la neu a principis del mes de juliol.

"Els resultats mostren una gran variabilitat entre els diferents anys analitzats, producte en última instància de les variacions dels paràmetres atmosfèrics com la temperatura, la insolació i la precipitació", comenta Díaz.

Els autors demostren que les dades sísmiques poden utilitzar-se per estimar de forma automatitzada el grau diari d'intensitat del desglaç. L'increment de cabal al riu a causa del desglaç té un cicle diari que comença a primeres hores de la tarda, un cop han transcorregut unes hores d'insolació. Segons l'estudi, quan la intensitat de la fusió de la neu és entre moderada i feble, la crescuda del riu experimenta una disminució notable cap a les últimes hores de la nit. En els episodis de desgel més intensos, l'increment del cabal del riu es manté al llarg de tot el dia, tot i que continua sent més intens a la tarda.

"En condicions favorables, és a dir, si hi ha un baix nivell del soroll provocat per les activitats humanes, la sísmica pot ser una eina vàlida per estudiar i monitoritzar aquest tipus de fenòmens hidrològics a llarg termini i contribuir, per exemple, a l'estudi dels efectes del canvi climàtic", conclou Jordi Díaz.

Els sismòmetres són aparells molt sensibles que detecten les vibracions del sòl, ja siguin degudes a fonts naturals (com terratrèmols o el vent i la pluja) com relacionades amb l'activitat humana (trànsit, moviment de gent, trens, etc.). Unes vibracions que són, en la majoria dels casos, imperceptibles per als éssers humans.

Artícle de referència
Díaz, J., Sánchez-Pastor, P., Ruiz, M. (2019) Hierarchical classifcation of snowmelt episodes i the Pyrenees using seismic data. PLOS ONE.  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223644

Jordi Cortés /Comunicació Institut de Ciències de la Terra Jaume Almera - CSIC