Anisotropía Sísmica en el Manto Terrestre a Través de Escalas: Perspectivas de Simulaciones Numéricas Acopladas a Gran Escala y Microdinámicas

Geodinámica de la Microplaca de Adria, del Manto a la Superficie

La región del Mediterráneo Occidental-Central se caracteriza por una amplia diversidad de procesos geodinámicos en el contexto de la convergencia de placas entre África y Eurasia durante todo el Ciclo Alpino. La estructura actual de la microplaca de Adria es una pieza clave para entender la dinámica de esta región tectónica. Trabajando en un grupo interdisciplinario, el estudiante de doctorado integrará varias técnicas numéricas para comprender mejor los márgenes de la placa de Adria en términos de composición, temperatura y condiciones reológicas. Las tareas del estudiante consistirán en utilizar y, en ocasiones, escribir códigos numéricos, así como familiarizarse con la gestión de grandes conjuntos de datos disponibles, desde escalas locales a regionales (por ejemplo, modelos tomográficos, conjuntos de datos de terremotos, GNSS, flujo de calor superficial, datos de gravedad, etc.). Este proyecto de doctorado combinará modelado numérico geofísico-petrológico y geodinámico a corto plazo, permitiendo aprender enfoques conceptuales como reología de la litosfera, régimen térmico, topografía isostática y dinámica, y procesos de subducción. El objetivo es caracterizar los márgenes de Adria desde el manto hasta la superficie, incluyendo: el acoplamiento de las placas en subducción en la actualidad, el efecto de los fluidos y los cambios en las fases minerales en la dinámica de la losa, y las consecuencias de las geometrías de la losa en la topografía y evolución de los márgenes. Esto se interpretará a la luz de procesos de alto impacto para la sociedad, como la sismicidad y el volcanismo observados.

Imágenes Sísmicas de los Pirineos Orientales

El proyecto EPYSIM tiene como objetivo fundamental mejorar el conocimiento de la corteza superior bajo el NE de Iberia al integrar la caracterización de la Zona Volcánica de la Garrotxa, el área sismogenética alrededor de La Selva y la estructura litosférica 3D y las propiedades térmicas a gran escala de la transición entre los Pirineos y el Golfo de León. Estos temas son de gran interés para la comunidad de Ciencias de la Tierra y pueden tener un interés económico y social, ya que hoy en día no se puede descartar la posibilidad de un sismo destructivo en la zona. En este contexto, la labor del contratado predoctoral se centrará en la realización de un estudio tomográfico basado en el ruido sísmico ambiente (Ambient Noise Tomography) utilizando los datos adquiridos por la red sísmica de alta densidad desplegada en la zona volcánica de la Garrotxa. Esta labor requiere de un procesado previo de los datos para la extracción de ondas superficiales e incluye la obtención de curvas de dispersión de velocidades, así como su inversión para obtener mapas de velocidad a diferentes profundidades. En principio se usarían técnicas ya contrastadas, aunque se plantea también el uso de métodos innovadores que impliquen el desarrollo de nuevos algoritmos. El contratado predoctoral participará también en las labores de campo ligadas al despliegue de estaciones sísmicas en la zona de La Selva, así como en las labores de interpretación de los datos obtenidos.

Construyendo la Arqueología del Pastoralismo Móvil: Integrando el Nivel del Sitio en las Narrativas Pastoriles a Largo Plazo

CAMP tiene como objetivo estudiar las dinámicas pastoriles a largo plazo en regiones áridas mediante el desarrollo de una metodología novedosa y confiable para investigar sitios arqueológicos pastoriles. El pastoralismo se considera actualmente una economía inteligente para producir alimentos en regiones áridas, especialmente en el contexto actual del cambio climático, donde la variabilidad en los recursos naturales está aumentando globalmente. Los viejos estereotipos sobre la ineficiencia e irracionalidad del pastoralismo están siendo revisitados, y los paradigmas en el enfoque del pastoralismo contemporáneo están cambiando. Al mismo tiempo, la arqueología del pastoralismo está atrayendo una atención renovada debido a la longevidad y sostenibilidad de los modos de vida pastoriles documentados. Sin embargo, el registro arqueológico de los sitios pastoriles sigue siendo esquivo y extremadamente difícil de estudiar utilizando los enfoques arqueológicos actuales, que aún carecen de herramientas confiables para sacar a la luz estos archivos cruciales del comportamiento humano pasado.

Movilización de Sedimentos: Mecánica de Deformación, Transporte de Fluidos e Implicaciones para Procesos Tectónicos a Gran Escala

Este proyecto se centra en la hipótesis de que, en ciertas condiciones, grandes cuerpos de sedimentos finos, tanto superficiales como enterrados en profundidad, se comportan de manera dúctil con una reología viscosa global, y que en relación con ese flujo ocurre una transferencia sustancial, aunque fundamentalmente no cuantificada, de calor y fluidos entre la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera en los primeros kilómetros de la Tierra. Esta hipótesis se basa en la suposición de que, en ciertas condiciones, los sedimentos finos no consolidados en superficie, así como los sedimentos litificados enterrados en profundidad, experimentan movilización desencadenada por el exceso de presión de poro, resultando en una reología dúctil débil que favorece el intercambio vertical de material, fluidos y calor. Este proyecto tiene como objetivo poner a prueba la hipótesis planteada con un enfoque multidisciplinario novedoso basado en tres pilares:

Análogos Pasados de Producción Alimentaria Sostenible Bajo Escenarios de Cambio Climático: Evaluando la Viabilidad de las Prácticas a Gran Escala Precolombinas en Ambientes Propensos a Inundaciones

MOMPAST tiene como objetivo investigar las prácticas precolombinas de campos elevados en humedales, donde las obras de tierra fueron diseñadas para enfrentar eventos de inundaciones frecuentes. El sitio de estudio elegido es la Depresión de Mompos (Colombia), uno de los humedales neotropicales perennes más grandes, que alberga una estimación de 5000 km² de campos elevados precolombinos relictos, montículos en plataforma y canales-vías, que atestiguan la gestión humana a gran escala de estos ambientes. Este proyecto utilizará un enfoque multi e interdisciplinario para comprender mejor el papel de las estrategias de gestión de tierras precolombinas en la influencia de las retroalimentaciones entre hidrología, servicios ecosistémicos y producción de alimentos. Además, estudiaremos la viabilidad de estas prácticas antiguas para la producción de alimentos a gran escala en ambientes propensos a inundaciones, como sugieren las proyecciones del IPCC. MOMPAST empleará una combinación novedosa de proxies paleoecológicos y arqueológicos bien establecidos y recientemente desarrollados para estudiar de manera independiente diferentes factores ambientales que operan en varias escalas temporales y espaciales, incluyendo: el origen de los sedimentos/eventos de inundación, las alteraciones del suelo antropogénicas, la erosión y degradación del suelo, las actividades humanas y las respuestas de la vegetación a estos factores. La amplia gama de proxies facilitará el estudio de la naturaleza, extensión y uso de las prácticas agrícolas precolombinas de campos elevados a gran escala. La idea detrás de MOMPAST radica en el estudio de estas prácticas antiguas para evaluar su viabilidad como una opción sostenible para la agricultura y la bioeconomía, con el objetivo de asegurar la producción de alimentos en grandes áreas tropicales vulnerables a eventos de inundación debido al cambio climático futuro.

Una Investigación Paleoambiental de la Sensibilidad de las Llanuras Amazónicas a los Impulsores Climáticos Usando Enfoques de Modelado Basados en Polen

Este proyecto va más allá del estado actual del arte en el campo de la paleoecología tropical. Hasta ahora, se ha llevado a cabo la toma de muestras de polen moderno en la Amazonia por varios autores, revelando información importante sobre el transporte y la representación del polen en ambientes tropicales. Se han recogido ya 2,354 muestras modernas en América Latina (ver Figura 1). Sin embargo, solo una fracción (548) de las muestras disponibles cubre la Amazonia. En la Base de Datos de Polen Europea se incluyen casi 3,500 muestras, de las cuales alrededor de 1,400 corresponden a la región mediterránea. La abundancia de muestras modernas en Europa ha permitido tanto una comprensión profunda de las relaciones entre la composición del polen y la vegetación local/regional, como una reconstrucción climática precisa. Considerando que Europa (10 millones de km²) cubre algo más que el área de drenaje principal del río Amazonas (7 millones de km²), y que el Noroeste de la Amazonia tiene el mismo tamaño que el Mediterráneo (2.5-2.7 millones de km²), parece claro que se necesitan más muestras para lograr el mismo nivel de cobertura en la Amazonia que el que tenemos en Europa (objetivo de 200-400 nuevas muestras, incluyendo conjuntos de datos no publicados/no cargados de colaboradores). Nuestro estudio de caso se centrará en las llanuras de Ecuador y Perú porque ambos países comparten biomas similares (pantanos de palmas) y las muestras ya están disponibles pero su cobertura necesita mejorar, especialmente en Perú que está menos representado en comparación con Ecuador. Esta será también la primera vez que se intente implementar el uso de trampas de polen acuáticas, así como trampas aéreas y terrestres, cruciales para entender el potencial papel clave de la señal de polen transportado por agua y así lograr una calibración robusta de los registros fósiles.

Un gemelo digital para extremos geofísicos

DT-GEO tiene como objetivo desarrollar un prototipo de gemelo digital sobre extremos geofísicos, que incluye terremotos, volcanes, tsunamis y eventos extremos inducidos por el hombre. El proyecto aprovecha las infraestructuras de investigación y datos computacionales de clase mundial (Ris), redes de monitoreo operacionales y asociaciones de investigación y academia de vanguardia en varios campos de la geofísica.
Con las capacidades computacionales y volúmenes de datos actuales entrando en la Era del Exaescala, los gemelos digitales del sistema terrestre podrán imitar los diferentes componentes del sistema (atmósfera, océano, tierra, litosfera) con una precisión sin igual, proporcionando análisis, pronósticos y escenarios hipotéticos para los peligros naturales y los recursos desde sus fases de génesis y a través de sus escalas temporales y espaciales.
El proyecto fusionará y ensamblará los últimos desarrollos de otros proyectos europeos y Centros de Excelencia para desplegar 12 Componentes del Gemelo Digital (DTC), destinados como entidades contenerizadas autocontenidas que incorporan códigos de simulación emblemáticos, capas de Inteligencia Artificial, grandes volúmenes de flujos de datos (en tiempo real) desde y hacia depósitos de datos, metodologías de asimilación de datos y flujos de trabajo generales para el despliegue y la ejecución de DTC individuales o acoplados en Ris centralizados y computación en nube virtual. Cada DTC aborda preguntas científicas específicas y evita los desafíos técnicos relacionados con la evaluación de riesgos, pronósticos de alerta temprana, cómputo urgente o prospección de recursos. Los DTC se verificarán en 13 Demonstradores de Sitios (SD) y sus resultados contendrán metadatos ricos para permitir el descubrimiento (semi) automático, contextualización y orquestación de software (servicios) y activos de datos, permitiendo su integración en la Nube Científica Abierta Europea (EOSC). La propuesta tiene como objetivo ser un primer paso de un esfuerzo comunitario a largo plazo hacia un gemelo sobre Extremos Geofísicos integrado en la iniciativa Destination Earth (DestinE).

Control Inteligente del Terreno Utilizando Tecnologías de Vanguardia

El proyecto STONE (Control Inteligente del Terreno Utilizando Tecnologías de Vanguardia en la mina de Río Tinto, España) es un proyecto de colaboración público-privada que se enmarca en la prioridad temática de Seguridad Civil para la Sociedad del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica – PEICTI 2021-2023. Se trata de un proyecto muy ambicioso y novedoso, en el que Atalaya Riotinto Minera S.L., la empresa participante, apuesta por una transición a la «Minería inteligente», incluyendo un control geodésico y geotécnico de la mina, en tiempo casi real.

Vectores para acceder a los recursos críticos de materias primas en cuencas sedimentarias

La UE importa el 80% de sus materias primas industriales, lo que hace que las cadenas de suministro europeas sean altamente vulnerables a las interrupciones y amenacen la capacidad de la UE para fabricar tecnologías intensivas en materias primas, como automóviles eléctricos, turbinas eólicas y hardware de TIC, que son esenciales para las transformaciones verde y digital. Europa posee un potencial mineral significativo, pero su desarrollo está limitado por la falta de métodos de exploración sostenibles y de bajo impacto y por la oposición social a los proyectos mineros.

Unidad de Geofísica Computacional

La Unidad de Geofísica Computacional es una unidad asociada creada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona (BSC-CNS). Esta unidad combina la experiencia y los recursos de ambas instituciones para llevar a cabo investigaciones en el campo de la geofísica y los riesgos naturales.
La nueva unidad permitirá al equipo de investigación de ambas instituciones compartir recursos y conocimientos, aprovechando el software y hardware de supercomputación disponibles en el BSC, así como los datos proporcionados por el CSIC para colaborar en proyectos de investigación interdisciplinarios relacionados con la geofísica. Se aprovechará la experiencia en informática, física, matemáticas y otras disciplinas de los participantes en la unidad.