TERREMOTOS
1.INTRODUCION
SISMOLOGÍA
Con frecuencia, los medios de comunicación ponen de manifiesto ciertos hechos ocurridos en ciudades asoladas por grandes terremotos que han causado Ingentes daños materiales y gran número de víctimas. Los terremotos o seísmos son, probablemente, catástrofes ante las cuales el hombre se siente más indefenso y aterrado.
La rama de la Geofísica que estudia los seísmos o terremotos se denomina Sismología, cuyos objetivos principales son dos:
I) La investigación de las causas y modalidades de los fenómenos sísmicos orientada hacia su posible previsión y control con objeto de limitar los graves daños y el gran número de víctimas que producen
2) El estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra, a fin de conocer la estructura de nuestro planeta. La mayor parte de la información disponible sobre el Interior de la Tierra ha sido proporcionada por la Sismología.
2.MARCO TEORICO
LOS TERREMETOS
Los terremotos son movimientos vibratorios que se originan en zonas internas de la Tierra, cuando las rocas que han sido distorsionadas más allá de su resistencia. Finalmente se rompen y liberan energía que se propaga por los materiales de la misma en todas direcciones en forma de ondas clásticas denominadas ondas sísmicas. Estas ondas son semejantes a las producidas por el impacto de una piedra en el agua de un estanque tranquilo.
Los grandes terremotos raramente son fenómenos aislados. con frecuencia van precedidos de sacudidas poco importantes denominadas sismos premonitorios o sismos precursores el control de ellos han permitido predecir la proximidad de terremotos importantes, con diversos resultados y seguidos, a veces, durante largos períodos de tiempo, de otras más pequeñas no perceptibles
por el hombre y que se denominan réplicas. En los grandes temblores de tierra, el estado de agitación sísmica puede durar meses.
De todos los terremotos que suceden cada probablemente sólo uno o dos producen efectos espectaculares, como deslizamientos de tierra, levantamientos o depresión de grandes masas de cierra, Aproximadamente unos cien de ellos son suficientemente fuertes cerca de su origen como para destruir vidas humanas y propiedades; el resto, sin embargo, son demasiado débiles para causar efectos importantes.
ELEMENTOS DE UN TERREMOTO
El punto interior donde se origina un terremoto se denomina hipocentro o foco. y el de la superficie terrestre donde aquél presenta mayor intensidad, epicentro, en la mayor parte de los casos, el epicentro se halla en la vertical del hipocentro. La profundidad en que se encuentra el foco de un seísmo varía desde pocos km hasta algo más de 700 kilómetros, dicha profundidad
Ondas sísmicas Epicentro Falla
La magnitud del movimiento del suelo, la cantidad de energía disipada en cualquier punto del terreno, se llama intensidad del terremoto en tal punto. La intensidad de la mayoría de los terremotos disminuye rápidamente a medida que se aleja del epicentro.
rctuncidad
Para muchos terremotos de los que se tienen información suficiente es posible dibujar las líneas de igual intensidad (líneas isosistas) alrededor del epicentro, tales líneas tienen
generalmente una disposición circular o elíptica
Fig.2 Líneas isosistas de 2 terremotos de la misma magnitud, pero producidas a distintas profundidades. La intensidad del foco muy próximo a la superficie es más alta que el del foco profundo.
CAUSAS DE LOS TERREMOTOS
Las causas de los terremotos se deben buscar en el hecho de que la corteza terrestre está siendo constantemente curvada o deformada. Las razones de esta deformación no han sido claramente explicadas, sin, embargo, se puede decir que como resultado de la existencia de tuerzas, flexiones y deformaciones de la corteza terrestre, existe una tendencia a que el movimiento ocurra en ciertas zonas de la tierra, en las cuales está concentrada esta deformación y la consiguiente actividad sísmica, ejemplo, las márgenes del Océano Pacífico. Sin tener en cuenta la ubicación geográfica de estas áreas, podernos decir que las fallas se presentan allí donde la flexión de la Tierra excede la capacidad de la roca deformada de resistir a la fractura. Las rocas son elásticas. hasta cierto punto, así que mientras se curven poco la deformación puede ser absorbida por un simple dobladura de las rocas sin fracturarse. Esta curvatura tiene lugar dentro del margen de elasticidad, de modo que la roca volverá a la posición original en caso de desaparecer las causantes de la deformación. Si la deformación continúa, la resistencia de la roca se sobrepasará en algún punto y tendrá lugar la fractura y el desplazamiento rápido. Esta fractura libera toda o la mayor parte de la energía de cizallamiento almacenada en la roca por la deformación, la línea a posiciones como se muestra en la figura y la disipación de la
energía tendrá lugar en forma de ondas sísmicas que se propagan por las rocas Circundantes. De origen de las fallas ligadas a terremotos se ha llamado la teoría de la reacción elástica
rebote elástico.
ONDAS SÍSMICAS.
La energía liberada un terremoto se propaga a partir del hipocentro en forma de ondas sísmicas. Tales ondas son en esencia vibraciones definimos. a) su, periodo o tiempo transcurrido entre dos posiciones idénticas b) la longitud de, onda o distancia entre puntos equivalentes c) amplitud, que es la extensión de la vibración. Si nos referimos a una onda en la superficie del agua, el período es el tiempo necesitan, dos crestas consecutivas para pasar por un mismo punto. La longitud de la onda es la distancia entre las crestas y la amplitud es la altura de la onda.Dichas ondas, detectadas por los sismógrafos y registradas en los sismogramas, permiten conocer las principales características del terremoto que las produjo. El estudio de gran número de sismogramas ha permitido diferenciar dos tipos principales de ondas sísmicas: las internas, divididas a su vez en ondas longitudinales «P» y transversales «S» y las superficiales, divididas igualmente en ondas Rayleigh «R» y las ondas Love «L».
Las ondas internas son las más rápidas y, por tanto, las primeras que registran los sismógrafos. Su velocidad de propagación depende de la naturaleza del medio sólido por el cual se trasmiten, en especial, de su densidad y de sus propiedades elásticas. En general, estas ondas aumentan su velocidad de propagación con la densidad y con la profundidad, pues en el interior de la Tierra la densidad de los materiales aumenta.
Las ondas longitudinales, que también se les denomina ondas «P» (de «primaria»).
provocan en las partículas sólidas afectada, movimientos en el mismo sentido que la dirección de propagación, siendo. por tanto, ondas de compresión y distensión. Su velocidad oscila entre 6 y 13,6 km son las primeras en ser detectadas por los sismógrafos y se caracterizan por propagarse atraves de los medios sólidos y fluidos.
Las ondas transversales producen en las partículas afectadas movimientos
perpendiculares a la dirección de propagación, son pues, ondas de cizalladura. Se
les denomina, también. ondas «S» (de «secundarias»), presentan velocidades de
propagación de 3,7 a 7.2 km y se caracterizan por trasmitirse únicamente a través
de medios sólidos.
Las ondas superficiales sólo se propagan por la superficie terrestre, y se originan
a partir de las ondas «P» y «S». En los seísmos poco profundos, son las que
transportan más energía y las de mayor efecto destructor.
Las ondas Rayleigh o «R» son de período largo y producen en las partículas
afectadas DE movimientos elípticos sobre planos verticales y en sentido
opuesto a la dirección de propagación, su velocidad es menor que la de las
ondas «S»
Las ondas Love o «L» se producen únicamente en estratos rocosos son
caracterizados por una baja velocidad de propagación.
En el interior de la fierra, las ondas «P» y "S» sufren reflexiones, refracciones
y amortiguaciones que indican la falta de homogeneidad de los materiales por
los que se propagan. A las zonas del interior de la tierra. en las que se produce
una brusca variación de la velocidad y dirección de propagación de las ondas
sísmicas, se les denomina discontinuidades 'símicas, cuya existencia indica
cambios notables en la composición o en el estado físico de los materiales,
mediante estos datos ha sido posible establecer el modelo estructural de ésta
en las tres capas ya mencionadas: corteza, manto y núcleo.
Dirección de propagación Ondas internas
ondas «P» Ondas «S»
Ondas superficiales
Ondas Raleigh ondas love
Fig.4 Tipos de ondas sísmicas. La dirección propagación en todos los casos es izquierda a derecha.
SISMÓGRAFOS Y SISMOGRAMAS
Los sismógrafos son aparatos que detectan y miden de manera continua las ondas sísmicas originadas en un terremoto. Los primeros sismógrafos de precisión utilizados para la medición de las ondas sísmicas aparecieron a finales del siglo XIX.
La determinación de las características de un movimiento requiere la existencia de puntos de referencia que no estén afectados por él. La medición de las ondas sísmicas sería muy fácil si fuese posible instalar los instrumentos sobre una base independiente del suelo, que es lo que se mueve durante los terremotos, pero esto es imposible. El problema de la construcción de los sismógrafos fue resuelto aplicando principio de la inercia. El sismógrafo, es simplemente, un péndulo al que van acoplados diversos mecanismos de, amplificación. de amortiguación de registro etc. Puesto que el movimiento vibratorio producido por un terremoto tiene tres componentes, uno vertical y dos horizontales; se necesitarán tres sismógrafos convenientemente orientados, cada uno de los cuales registrará uno de dichas componentes.
Según la disposición del péndulo se distinguen 2 tipos principales de sismógrafos: los horizontales, que registran la componente vertical del movimiento sísmico y están formadas por un péndulo de gran masa suspendido de un eje horizontal; y los verticales, que anotan las componentes horizontales y en los cuales el período está suspendido de un eje vertical.
Los sismogramas son los registros obtenidos en los sismógrafos durante un terremoto y corresponden a los movimientos reales experimentados por el suelo durante el mismo. En un período de calma sísmica el aspecto de un sismograma es casi una línea recta sólo alterada por pequeñas oscilaciones debidas a la llegada de ondas de escasa amplitud, como paso de grandes camiones o causas meteorológicas. Cuando las ondas sísmicas de un terremoto afectar, a un sismógrafo, el aspecto del sismograma se hace muy complejo, y se distinguen en el mismo diversas fases que corresponden a la llegada de, diferentes tipos de ondas, de su estudio e interpretación se pueden deducir las principales características de un terremoto tales como la magnitud, localización del epicentro y la profundidad del hipocentro o foco.
Fig.5-Sismograma
Fig,6 vertical; 4) sismógrafo horizontal con registro fotográfico y 5) sismógrafo vertical con registro electromagnético.
LOCALIZACION DE LOS TERREMO'I'OS
Si se conocen los tiempos de recorrido de las ondas «P» y es fácil calcular la distancia del sismógrafo al epicentro. Por ejemplo, supongamoş que queremos localizar un terremoto bastante superficial en una zona de la corteza en la que la onda «P» tiene una velocidad de 5 km, la onda «S» una velocidad de 3 km y que la onda «S» llega al sismógrafo 100 segundos de la onda «P». La distancia «d» se encuentra mediante la expresión:En cualquier sismógrafo aislado, es posible determinar la distancia del epicentro, pero no la dirección en que se encuentra. O sea que alrededor del sismógrafo se debe dibujar un círculo cuyo radio sea igual a la distancia al epicentro. pero no se puede decir, solamente a partir de una estación, en qué punto de este círculo se encuentra el epicentro. A partir de dos estaciones podremos dibujar dos círculos que se cortan en dos
hunzoutlMl; 2) sismögrafo Fig.
puntos, reduciendo así su localización a dos lugares posibles. Corno es natural, una tercera estación de registro nos daría más datos sobre el terremoto y haría posible la localización
del epicentro
.
MAGNITUD E INTENSIDAD DE LOS TERREMOTOS
Desde que la sismología alcanzó un carácter plenamente científico, los sismólogos intentan establecer criterios lo más precisos posibles para determinar la importancia de los terremotos. En la actualidad, se utilizan para ello dos parámetros: uno objetivo, la magnitud. y otro subjetivo, la intensidad.
Mediante la magnitud de un seísmo se intenta determinad: la cantidad de energía en su foco. Se calcula midiendo en el sismograma correspondiente la amplitud máxima que alcanzan ciertas ondas sísmicas en un determinado tipo de sismógrafo. La magnitud es, pues. el parámetro más objetivo para conocer la violencia intrínseca de un terremoto. La escala de magnitudes más usadas en la actualidad fue establecida por el sismólogo estadounidense Ch, F Richter y comprende diez grados, del 0 al 9, donde cada grado es diez veces suprior al precedente.
El concepto intensidad de un seísmo es mucho más subjetivo que el de magnitud, pues se basa en la apreciación de los efectos producidos por el mismo en la superficie, sobre edificaciones, etc. La intensidad máxima de un terremoto, en el epicentro y que decrece a medida que aumenta su distancia, depende en primer lugar de la magnitud del sismo, es decir, de su violencia intrínseca y, en segundo lugar, de la profundidad donde se encuentra el foco; es más intenso cuanto más superficial sea el hipocentro. Para conocer las intensidades sísmicas se utilizan varias escalas, COTIO la de Mercalli modificada que comprende doce grados de intensidades:
Grado I. Movimiento sísmico imperceptible para la gran mayoría de personas y únicamente percibido por los sismógrafos. Los pájaros y otros animales pueden manifestar un cierto desasosiega. Instrumental.
Grado II. Movimiento percibido por ciertas personas, especialmente las que. se encuentran en ambientes apacibles, echadas recostadas y en los pisos superiores de los edificios. Muy débil.
Grado III. Sacudidas detectadas por muchas personas en el interior de las casas, aunque, en ocasiones, no las reconocen como un seísmo, sino como debido al paso de camiones. Pueden llegar a percibirse la duración y la direccion del movimiento. Ligero.
Grado I V.Sacudida percibida por la mayoria de las personas en el interior de los edificios y por algunas que circulan por las calles. Oscilación de objetos colgantes, crujidos de paredes, tintineo de cristales y vajillas. Ligeras oscilaciones de algunos coches parados.
Moderado.
Grado V. Sacudida percibida prácticamente toda la poblacion afectada. estimándose perfectamente la dirección y duración del fenómeno;las personas que duermen pueden despertarse. Caída de objetos en equilibrio, oscilación de puertas, movimiento de objetos colgados de los paredes, parada o puesta en marcha de los relojes de péndulo. Algo fuerte.
Grado VI. Lo sienten todas las personas, las cuales tienden a abandonar los edificios, las que se hallan en movimiento pueden sufrir ciertas vacilaciones al desplazarse. Rotura de cristales, vajillas, platos, caída de estanterías, cuadros y objetos colgados de las paredes, oscilación de muebles pesados, resquebrajamiento de tabiques. enlucidos muros de poca calidad. Suenan espontáneamente las campanas de las iglesias. Fuerte.
Grado VII
.
Se hace difícil permanecer de pie durante las fases principales de sacudidas con esta intensidad; perceptibles en automóviles en movimiento; rotura de muebles. aleros y débiles; desprendimiento de enlucidos de yeso, cal y piedra, y adornos arquitectónicos. Los daños en edificios bien proyectados y construidos son escasos, pero pueden ser considerables en construcciones de deficiente calidad. Se producen olas en la superficie de los estanques y se enturbian las aguas. Sonido general de campanas. Muy fuerte.Grado VIII. Perturbaciones notables en la conducción de automóviles, frecuente pérdida del control; caída de tabiques. monumentos, torres. depósitos elevados, etc. Las casas de madera se mueven sobre sus cimientos y pueden caer; rupturas de cercas deterioradas, cambios de caudal o nivel en manantiales y pozos, desprendimientos de terrenos con grandes pendientes. Destructivo.
Grado IX. Pánico general entre la población. Rotura de conducciones. Subterráneas, agrietamiento del suelo, destrucción de puentes, deformaciones en los rieles de los ferrocarriles. En zonas aluviales. expulsión de arenas y fangos. Serios daños en edificaciones y cimientos; derrumbamiento total de muros de no muy buena calidad.
Ruinoso.
Grado X. Destrucción de la mayor parte de estructuras de manpostería y de madera, incluso en sus cimientos; graves daños en presas, muros de contención. etc.; graves
derrumbamientos y desplazarmentos de terrenos. Algunos edificios bien construidos experimentan daños de consideración; desbordamiento de agua en canales. lagos. ríos, etc.
Desastroso.
Grado XI. Prácticamente no queda en ninguna estructura de manpostiria. Las conducciones subterráneas quedan fuera de servicio. Graves daños en edificios, incluso de buena calidad. Muy desastroso
Grado XII
.
Desaparición prácticamente total de todo rastre de construcción humana. Grandes desplazamientos de tierras, proyección de Objetos hacia lo alto. formación de grandes fallas, notables deformaciones en el terreno. Se producen grandes cambios en la topografía de las zonas afectadas. Catastrófico.MAREMOTOS O TSUNAMIS
Frecuentemente. los terremotos con epicentros que se localizan en áreas oceánicas. olas gigantescas que se desplazan a grandes velocidades y arrasan las zonas costeras al llegar a las mismas. Estas olas se denominan maremotos tsunamis. Las olas de un maremoto se producen por hundimiento o deformación de amplias zonas de los fondos marinos debido a la acción de los seísmos. La longitud de onda (distancia entre dos crestas consecutivas) de dichas olas suele ser muy grande, de ahí que en alta mar pueden pasar desapercibidas a los navíos; su velocidad de desplazamiento es del orden. de varios centenares de Kms por hora. A medida que se aproximan a las zonas costeras. las olas de un maremoto aumentan de altura, debido a la disminución de la profundidad, y pueden alcanzar hasta 30 metros. En las costas, la llegada de las olas de un maremoto va precedida de una amplia retirada del mar que puede durar vanos minutos. Los maremotos son frecuentes en el Océano Pacífico, pero se conocen igualmente el Océano Atlántico y en el Mar Mediterráneo. Dada la frecuencia con. que se producen estos fenómenos en el Pacífico y los graves dañes que originan, existe un sistema de alerta. el Tsunami Wârning System. centralizado en el Observatorio Geofísico de Honolulú, que avisa a las áreas costeras de dicho océano sobre la posibilidad de formación de maremotos.
TECTÓNICA DE PLACAS Y TERREMOTOS
Existe una relación muy estrecha entre los terremotos y la Deriva Continental, pudiéndose considerar aquellos como efecto inmediato del movimiento de las placas. Un mapa de ubicación de terremotos en el mundo nos mostrará que una gran mayoría están situados en los límites entre placas.
Fig.8 Distribución geográfica de los terremotos en el mundo que muestra la relación entre las placas tectónicas más importantes y los terremotos y volcanismos recientes. Los epicentros de terremotos están representados por Círculos pequeños y los volcanes por círculos grandes.
Los terremotos se suelen clasificar en superficiales. intermedios y profundos. También, como en el caso de los volcanes, están relacionados con los distintos tipos de contactos entre placas. Y así los «superficiales» producidos a pocos kilómetros de profundidad hasta 60 km están relacionados esencialmente con las dorsales oceánicas, donde los terremotos existentes son exclusivamente de este tipo. Los terremotos «profundos» situados exclusivamente a lo largo de los «planos de Benioff» de las zonas de subducción, se localizan hasta profundidades de 300 a 700 km y su origen es. evidentemente, producto de la fricción que se producen entre ambas placas.
Fig.9 Situación de los terremotos a lo largo la zona de Benioff
Los planos de Benioff quedan perfectamente definidos por la situación de los terremotos. que lógicamente incluyen desde los superficiales hasta los profundos. Los terremotos «intermedios» se pueden encontrar también a lo largo de las fallas de transformación, y su profundidad es desde 60 km hasta 300 km. En líneas generales, lo característico de las dorsales oceánicas, es que allí sólo se producen terremotos, poco profundos, de 10 a 20 km de profundidad, mientras que los terremotos profundos. hasta 700 km, sólo se producen en los «planos de Benioff» de las zonas de subducción.
3.CONCLUCION.
Hay mucho más por indagar investigar sobre lo terremotos y sunamis porque no sabemos con precisión cuando ocurrirá necesitamos construir nuevas tecnologías más eficientes y sensibles para disminuir el riesgo o desastres causados por estos fenómenos.