Thursday, December 21, 2006

P: ¿Como se otorga una magnitud Richter para eventos que ocurrieron antes del desarrollo de la escala?

R: Para terremotos que ocurrieron entre 1890 (cuando se empezaron a utilizar los sismógrafos modernos) y 1935 cuando Charles Richter desarrolló la escala de magnitud; se compararon los sismogramas de esa época con eventos similares más recientes. Para terremotos anteriores al 1890, las magnitudes se han estimado en base a los efectos físicos como cantidad de fallamiento, deslizamientos causados por el terremoto, grietas en el terreno inyectadas con arena ó cambios en los canales de ríos; y los efectos reportados por la población tales como el área de daños y la intensidad de las sacudidas. Esta información usualmente se encuentra en los registros históricos de un área y se compara con los efectos de terremotos modernos. Estos estimados se hacen tomando ciertas precauciones al interpretar datos históricos como, por ejemplo, como se compara la intensidad de sacudidas para gente que vivía en cabañas y tiendas al principio de los 1800 con la intensidad de sacudidas sentida por personas que viven en edificios construidos con concreto y acero, durmiendo en camas de agua hoy en día. Debido a que diferentes investigadores pueden estimar magnitudes bien distintas, dependiendo de lo que asuman inicialmente, muchos de los terremotos antiguos tienen marcadas diferencias en sus magnitudes. Por ejemplo, las magnitudes estimadas para los terremotos que ocurrieron cerca de New Madrid, Missouri en 1811 y 1812 varían en un rango de magnitudes que va desde 6 hasta 8.8, debido a como los investigadores decidieron comparar los datos.


P: ¿Cuando se construyó el primer instrumento que registró un terremoto?

R: El primer sismoscopio fue inventado en el año 132 de nuestra era, por el filósofo chino Chang Heng. Este aparato consistía de un recipiente grande, que tenía en su exterior ocho cabezas de dragón que apuntaban a las ocho direcciones principales de la brújula. Cada cabeza de dragón tenía debajo una rana con su boca abierta hacia el dragón. Cuando ocurría un terremoto una o más de las cabezas de dragón dejaba caer una bola dentro de la boca de la rana que tenía debajo. La dirección de las sacudidas del terremoto se determinaba en base a cuales de las cabezas de dragón había soltado su bola. Se reporta que este instrumento detectó un terremoto a 400 millas de distancia, evento que no fue sentido el área donde se encontraba el sismoscopio. Aunque se desconoce el mecanismo interior del instrumento, se especula que los dragones eran activados por el movimiento de un péndulo.


P: ¿Qué son las ondas "P" y "S"?

R: Cuando ocurre un terremoto, este libera energía en forma de ondas que se propagan en todas direcciones desde la fuente del terremoto. Los distintos tipos de ondas de energía sacuden el suelo de manera distinta y viajan a distintas velocidades. la onda más rápida, que es la primera en llegar a un punto específico se llama la Onda P. La Onda P, ó onda de compresión, comprime y expande el suelo alternadamente, en la misma dirección en la que se propaga. La Onda S es más lenta que la onda P, llegando después de esta, sacudiendo el suelo hacia arriba, hacia abajo y hacia cada lado, en una dirección perpendicular a la de su propagación. Finalmente, las últimas ondas en llegar son las Ondas Superficiales.


P: ¿Cual es la duración de un terremoto?

R: La duración de las sacudidas que se sienten durante un terremoto depende, en parte, de la distancia del epicentro. Si nos encontramos cerca, las sacudidas serán más violentas, más rápida y no durarán tanto. Si estamos más alejados, las sacudidas rápidas y violentas, asociadas con ondas de alta frecuencia, ya habrían sido absorbidas por la corteza de la tierra, dejando solo las ondas de período largo, las cuales producen oscilaciones suaves de mayor duración.


P: ¿Como se ve un terremoto?

R: Para poder estudiar terremotos, los científicos utilizan sismómetros, para medir el movimiento del suelo. Los Sismogramas son registros del movimiento del suelo en función de tiempo, y son los datos básicos necesarios para estudiar las ondas generadas por los terremotos. Esta información se utiliza para estudiar los terremotos mismos y para aprender más sobre la estructura de la tierra.
Los sismólogos usualmente describen los terremotos como locales, regionales ó telesismos. Estos términos se refieren a la distancia del terremoto al instrumento. Eventos locales ocurren en el área inmediata, a menos de 100 km de distancia. Eventos locales ocurren entre 100 - 1400 km de distancia; mientras que los eventos telesísmicos son aquellos que ocurren a grandes distancias, a más de 1400 km. Terremotos locales y regionales se componen mayormente de ondas que se propagan por la corteza de corteza; mientras que a distancias mayores el campo de ondas está dominado por ondas que se propagan por todas las capas de la tierra: el manto superior, manto inferior y el núcleo.


Ejemplos de Terremotos:
Terremoto Local ó Cercano
Terremoto Regional
Terremoto Tele sísmico


P: ¿Como se localiza un terremoto?

R: Cuando ocurre un terremoto, la pregunta que nos hacemos es: " ¿Donde fue?" la localización nos puede decir en que falla ocurrió el evento y donde probablemente ocurrieron los daños, si alguno.
Desafortunadamente, la tierra no es transparente y no podemos ver ni fotografiar un perturbación sísmica de la misma forma en la que los meteorólogos retratan una nube. Cuando ocurre un terremoto, este genera un frente de onda que se expande desde el hipocentro (foco) a velocidades de varios kilómetros por segundo.
Los científicos observan los terremotos a través de una red de sismómetros colocados en la superficie de la tierra. El movimiento del suelo en cada sismómetro es amplificado y registrado electrónicamente en un centro de adquisición de datos. A medida que el frente de onda se expande, este va alcanzando estaciones sísmicas más distantes. Esto nos permite saber el tiempo en que el frente de onda pasa por cada estación. De estos tiempos de arribo se determina cual es la fuente del evento y su tiempo de origen.

Lo que queremos es hacer encontrar la localización, profundidad y el tiempo de origen del terremoto que registramos en los sismogramas. También queremos un método directo y general que podamos programar en una computadora. Tal procedimiento es sencillo de implementar: se estima una localización, profundidad y tiempo de origen. Luego se comparan los tiempos de arribo calculados de nuestra localización con los tiempos de arribo observados en nuestras estaciones; y luego se mueve la localización en una dirección que reduzca la diferencia entre los tiempos de arribo calculados y los observados. Repetimos este procedimiento, acercándonos cada vez más a la localización real del evento; y reduciendo aún más la diferencia entre los tiempos observados y los calculados. Terminamos cuando los ajustes a la localización son los suficientemente pequeños y el ajuste entre los tiempos de arribo es mínimo.
Usted puede tratar de ajustar una localización de un terremoto en el mapa, para ver cuán efectivo es el procedimiento. Primero notamos que la primera estación que registra el evento es C, así que C es un buen comienzo para localización. la mayor parte de los terremotos en California ocurren entre 2 y 12 kilómetros de profundidad, así que asumiremos 6 Km. El tiempo de origen debe ser unos segundos antes del arribo a la primera estación; así que asumamos unos 10 segundos, medidos en el mismo reloj que hizo la escala de tiempo en el fondo de la figura y es la escala de tiempo los sismogramas.
Podemos entonces conseguir los tiempos de viaje, restando el tiempo de origen de los tiempos observados:
estación A B C D E F
tiempo observado 16.5 17.8 11.3 15.2 22.3 18.3
tiempo de viaje tentativo 6.5 7.8 1.3 5.2 12.3 8.3

La escala a la izquierda del dibujo muestra los tiempos de viaje para un terremoto a 6 km de profundidad. La escala empieza en 1.3 segundos porque ese es el tiempo desde el origen que le toma a la onda sísmica llegar a la superficie. Haga un una escala igual a la del evento y mover el evento hasta que los tiempos de viaje tentativos igualen los de la escala.
¿Donde espera encontrar el evento?
¿Están los tiempos observados en las estaciones sistemáticamente atrasados ó tempranos, requiriendo un ajuste en el tiempo de origen?

El terremoto ocurrió cerca de la estación C, con una profundidad de 6 kilómetros y con un tiempo de origen de aproximadamente 10 segundos. Así que nuestro estimado inicial fue bueno. Un evento real de magnitud 3.4 ocurrió en esa localización el 29 de abril de 1992; y fue sentido por mucha gente que estaban sentadas o en reposo.

Matemáticamente, la localización de un terremoto se consigue generando un sistema de ecuaciones lineales, una para cada estación. Estas ecuaciones expresan la diferencia entre los tiempos de arrivo observados y los calculados del hipocentro (latitud, longitud, profundidad, tiempo de origen) preliminar previo. Se necesita también un modelo matemático de las velocidades (en Km/s) de las ondas sísmicas en la corteza terrestre bajo la red de sismómetros, para poder calcular los tiempos de arrivo los tiempos de viaje de las ondas de un terremoto, desde su hipocentro hasta una estación a una distancia determinada. El sistema de ecuaciones se resuelve utilizando el método de mínimo de cuadrados, el cual minimiza la suma de los cuadrados de las diferencias entre los tiempos de arrivo calculados y los observados. El proceso, como vimos en nuestro ejemplo, comienza con un hipocentro estimado, el cual se ajusta iterativamente utilizando el método de mínimo de cuadrados para resolver las ecuaciones que corresponden al hipocentro que mejor se ajusta a los tiempos de arrivo observados para cada estación.

P: ¿Qué es la intensidad? ¿Qué es la escala de intensidad Mercalli Modificada?

R: La escala Mercalli se basa en daños y efectos observables de un terremoto. Desde un punto de vista científico, la escala Richter se basa en medidas tomadas de los registros sísmicos, mientras que la escala Mercalli se basa en observaciones, las cuales pueden ser subjetivas. Por ende, la escala Richter se considera científicamente más objetiva y más precisa.
Como ejemplo de la escala Mercalli, un evento de intensidad IV en la escala Mercalli representaría observaciones de daños mínimos. A este nivel, las puertas se agitarían, algunos platos se romperían, y se verían grietas en el empañetado de algunas paredes, dependiendo de su calidad. A medida que le el nivel de intensidad aumenta, las observaciones de daños también aumentan considerablemente. El nivel máximo XII, representa daños totales. Los valores de intensidad se expresan con numerales romanos (I, II, III, IV,..., X, etc.) para que no se confundan con los valores de magnitud.

P: ¿Cual es la diferencia entre las escalas de Intensidad y magnitud?

R: La escalas de intensidad, como la Mercalli Modificada ó la Rossi-Forel, miden la cantidad de sacudidas en un área específica. por lo tanto la intensidad del terremoto va a variar dependiendo de donde usted se encuentre. A veces, se denota a los terremotos en base a la intensidad máxima que producen. Las escalas de magnitud como la magnitud Richter magnitudes y la magnitud de momento, miden el tamaño del evento en su fuente; por lo tanto, el valor de magnitud no depende de donde estemos. A menudo se reportan distintas magnitudes para un mismo evento, aunque estas solo varíen poco entre sí. Esto sucede por la complejidad de las medidas sismográficas y como estas se relacionan con el cálculo de magnitud. Diferentes métodos rendirán diferentes magnitudes para el mismo terremoto.

P: ¿Cuanta energía se libera en un terremoto?

R: Los terremotos liberan cantidades inmensas de energía, razón por la cual son tan destructivos. La tabla a continuación compara las magnitudes con la cantidad aproximada de TNT necesaria para liberar la misma energía.
Magnitud Energía Equivalente Aproximada en Toneladas de TNT
4.0 1,010 tons
5.0 31,800 tons
6.0 1,010,000 tons
7.0 31,800,000 tons
8.0 1,010,000,000 tons
9.0 31,800,000,000 tons


P: ¿Qué es la aceleración, velocidad y desplazamiento?

R: La aceleración es la razón de cambio en la velocidad de la sacudida del suelo; de la misma forma que representa el cambio en la velocidad de su carro cuando pisamos el acelerador ó el freno. La velocidad es la medida de la rapidez del movimiento del suelo. Desplazamiento es la medida del cambio en localización de un objeto ó lugar, como por ejemplo, su casa o su carro. Los tres valores se pueden medir continuamente durante un terremoto.

P: ¿Qué es aceleración espectral?

R: La Aceleración Máxima es lo que le sucede a una partícula en el suelo. Aceleración Espectral es lo que le sucede a un edificio, visto como una partícula en una vara vertical sin masa que tiene el mismo período natural de vibración que el edificio.

P: ¿Qué son esas figuras que parecen bolas de playa?

R: Además de determinar la localización y magnitud de un terremoto, los sismólogos determinan soluciones del plano de falla, conocidas como mecanismos focales. Un mecanismo focal ilustra la orientación de la falla y la dirección de movimiento de esta durante un terremoto. Estas soluciones, que son proyecciones estereográficas, se pueden determinar por la dirección del primer arrivo de las ondas P ó por la inversión de sismogramas digitales. Estas figuras ilustran el tipo de movimiento en la falla que causó el terremoto: deslizamiento horizontal, normal ó inverso.
Terremotos de deslizamiento horizontal son típicos de la zona de falla de San Andrés, que representa el margen entre las placas de Norteamérica y la del Pacífico. Terremotos de deslizamiento normal, están asociados a con procesos de extensión en la corteza terrestre, usualmente en áreas de formación de placa tectónicas como en los escarpes oceánicos. Terremotos de deslizamiento inverso usualmente se asocian con procesos de compresión e la corteza terrestre, particularmente en zonas donde una placa se subduye bajo otra como en Japón. (UC Berkeley)

P: ¿Qué son el UTC y el GMT con respecto al tiempo de origen de un terremoto?

R: UTC se refiere a la Hora Universal Coordinada, y GMT se refiere a la Hora del Meridiano de Greenwich. El tiempo de origen de un terremoto en cualquier lugar del mundo, se reporta en UTC ó GMT, que son esencialmente la misma hora.

P: ¿Qué significa cuando un terremoto ocurre a una profundidad de 0 km?

R: Un terremoto no puede ocurrir a una profundidad de 0 km. Para que un terremoto ocurra, dos bloques de roca en la corteza terrestre debe deslizarse uno relativo al otro. Físicamente, esto no puede ocurrir en la superficie de la tierra. ¿Por qué, entonces, en ocasiones se reportan que un terremoto ocurrió a una profundidad de 0 Km? Hay dos posibles respuestas a esa pregunta. Una es que se trate de un evento bien llano, y su localización tenga una pobre resolución de profundidad. La otra, que es la más común, es que no se trate de un terremoto, sino de una detonación en una cantera. Estas explosiones son registradas por la instrumentación de la red sísmica, y localizadas automáticamente por el programa de localización. Cuando el analista sísmico revisa el evento, se le identifica en el catálogo de terremotos como una detonación.

P: ¿A qué magnitud comienzan los daños en un terremoto?

R: La respuesta no es tan sencilla, debido a que el daño causado por un terremoto depende de otros factores, como la distancia de epicentro, el tipo de suelo en el que estamos, etc. Aclarado este punto, usualmente los daños de un terremoto no comienzan hasta magnitudes mayores a 4 ó 5.

P: ¿Por qué parece que los terremotos en otros países causan más daños y muertes que los terremotos en los EU?

R: Hay más muertes y daños causados por terremotos en otros países debido primordialmente a pobre diseño y construcción de las estructuras en zonas de alto riesgo sísmico; y también debido a la alta densidad poblacional.

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