Friday, June 29, 2007

Chile y la sismología...

SISMOLOGIA.

La superficie terrestre ha empezado a conocerse en su totalidad durante la segunda mitad del siglo XX, después de la segunda Guerra Mundial. Si bien los continentes se han representado en mapas desde el siglo XVI, los fondos oceánicos —dos tercios de la superficie de la Tierra— se cartografiaron en grandes territorios apenas desde 1959.

Hoy día tenemos un conocimiento general sobre el relieve terrestre: los cinturones montañosos, las depresiones, las planicies y otras formas de los continentes y las cuencas oceánicas. Pero al estudioso de las ciencias de la Tierra le preocupa algo más que la descripción de la superficie de ésta, le interesa, como en todas las ciencias naturales, entender el origen del objeto estudiado.

Los conceptos modernos sobre este tema se han establecido en la segunda mitad del siglo XX y han transformado las ideas que predominaron los 50 años anteriores, por ejemplo:


1) El fondo oceánico posee una superficie más accidentada que la tierra firme; la diferencia de alturas entre depresiones y montañas submarinas es en muchos casos superior a la altura sobre el nivel del mar del Monte Everest.

2) El relieve terrestre se debe a una actividad interna permanente a lo largo de toda la historia geológica, aunque no de la misma intensidad ni en el tiempo ni en el espacio.

3) Los rasgos de la superficie terrestre son jóvenes; en su mayor parte se formaron en los últimos dos millones de años, aunque hay regiones más antiguas.


Nuestro país es una piedra angular en la estructura de la superficie de la Tierra. Su variado relieve de sistemas montañosos, altiplanos y planicies costeras, además del de la zona económica exclusiva del fondo oceánico, atrae la atención de los especialistas de todo el mundo.


LA SUPERFICIE DE LA TIERRA

EL HOMBRE habita la superficie de la Tierra, en ella realiza su actividad diaria y obtiene los recursos fundamentales: el agua, los alimentos, los materiales para la construcción y muchos minerales útiles. Ha sido siempre motivo de preocupación el origen del mundo en que vivimos, sus dimensiones, su constitución interna, etc. Hoy día contamos con una información valiosa sobre estos temas, en algunos casos definitiva, en otros solamente en proceso de desarrollo.

Hasta principios de los años sesenta, en los libros de geografía de la escuela primaria se demostraba la forma esférica de la Tierra con los ejemplos bien conocidos de los eclipses, del barco que se aleja o acerca con respecto al horizonte, etc. A mediados de la misma década el asunto se volvió más simple: las imágenes obtenidas desde el exterior sustituyeron a las explicaciones antiguas.


El concepto de espacio se hizo más accesible y las distancias menores. En la pantalla de un televisor se puede observar un espectáculo que se realiza a miles de kilómetros de distancia, o el recorrido de hombres o robots en la superficie lunar. En otras épocas, el tamaño del mundo era el de la superficie que dominaban los habitantes de una determinada región. Los fenómenos naturales que los afectaban eran de carácter mundial. Una gran inundación podía transformarse en la leyenda del diluvio universal, un terremoto o la erupción de un volcán eran el presagio del fin del mundo.


Con el descubrimiento de América, en la agonía del siglo XV, el mundo se hizo más grande, y en la época de los satélites artificiales, más pequeño. Hoy día la velocidad de las comunicaciones aumenta, sea por los modernos medios de transporte, por el teléfono, el fax o el correo electrónico.


De los 510 millones de kilómetros cuadrados de la superficie de la Tierra, 361 (70.8%) están cubiertos por el agua de los océanos; el resto es tierra firme. El punto más alto es la cima del Everest, 8 848 m, mientras que el más bajo conocido se encuentra en la trinchera de las Marianas y posee 11 022 m de profundidad con respecto al nivel del mar. De esta manera, hay aproximadamente 20 km de diferencia vertical entre puntos extremos.


Si el concepto de espacio ha sido asimilado con dificultad por el hombre, mucho más difícil lo ha sido el del tiempo. Es natural que limitemos la vida de la naturaleza a nuestra escala de comprensión. La vida humana tiene un promedio de 70 años y la historia difícilmente registra lo sucedido hasta hace sólo 3 000 años. Todos los pueblos han tratado siempre de explicar el origen del mundo y, a falta de elementos para ello, lo atribuyeron a la voluntad de divinidades poderosas. A partir del siglo XVIII surgieron atrevidas hipótesis sobre el origen, edad de la Tierra y dimensiones del universo, en una lucha heroica contra el oscurantismo que dominaba en Europa.


Los primeros conceptos científicos sobre el origen de la Tierra los expusieron Kant y después Laplace en el siglo XVIII, y a partir de ellos se desarrolla la astronomía moderna. Buffon propuso en 1759 una edad mínima de 75 000 años para la Tierra, herejía que escandalizó a la autoridad eclesiástica. Avanzando gradualmente, con uno que otro tropiezo, la geología actual ha llegado ha establecer que la Tierra tiene una edad aproximada de 4 500 millones de años.


Otro problema es el origen de las irregularidades de la superficie terrestre. La ciencia moderna tiene que dar respuesta a interrogantes como éstas:

¿Cómo se formaron las montañas?
¿Por qué hay fosas profundas en los océanos?
¿Por qué existen continentes y océanos?.

La explicación puede hacerse en forma simple: las deformaciones de la superficie terrestre son una manifestación de los procesos que ocurren en el interior (endógenos) y en el exterior de la Tierra (exógenos) y se deben a la propiedad del movimiento permanente de la materia. La erupción de un volcán, un sismo, la deformación de las capas de rocas que constituyen las montañas, son manifestaciones de la actividad interna; la lluvia, el viento, los cambios de temperatura, las olas marinas, son ejemplos del movimiento de la materia en el exterior


Los procesos internos se encargan de crear las grandes formas del relieve terrestre: los continentes, los sistemas montañosos, las depresiones oceánicas, etc. Los procesos externos, relacionados con el clima y la fuerza de la gravedad, nivelan este relieve: las montañas son rebajadas y las depresiones rellenadas con sedimentos. Ambos fenómenos poseen velocidades determinadas. El relieve terrestre es el resultado de la lucha de procesos antagónicos internos y externos.


Si dejara de existir la actividad endógena, la superficie de la Tierra se volvería homogénea: el proceso de destrucción de las montañas sería continuo e irreversible. Prácticamente no existe porción estable. La actividad interna se manifiesta en grandes territorios por movimientos de ascenso, de hundimiento o de desplazamiento horizontal. Se producen con una velocidad variable, de milímetros a metros por siglo; lo mismo los procesos exógenos.


Las altas montañas se han formado por ascensos de mayor velocidad que la erosión que las destruye; las fosas profundas de los océanos, y algunas de los continentes, resultaron por un hundimiento cuya velocidad es superior a la de la acumulación de sedimentos que se encargan de rellenarla.


Al establecerse la geología, ciencia que estudia la Tierra, a mediados del siglo XIX, quedó claro para los científicos de la época que estos procesos endógenos habían actuado con notable intensidad en determinadas etapas de la vida de nuestro planeta, pero no se consideró que fueran permanentes y que en la actualidad se manifestaran en algunas regiones. No se tenían suficientes elementos para llegar a tales conclusiones.


La geología evoluciona tanto por las observaciones directas que en la naturaleza hacen los especialistas, como por el avance de otras ciencias. La física de Newton permitió elaborar nuevas teorías sobre la estructura interna de la Tierra; la química de Lavoisier influyó en un mejor conocimiento de las rocas y los minerales; los conceptos evolucionistas de Darwin fueron aplicados en la geología.


Para fines del siglo pasado y principios del actual, la física y la química se transforman con los descubrimientos de la radiactividad, de los rayos X y de la estructura atómica. La geología aplica métodos cuantitativos y su alianza con otras disciplinas da origen a terceras: la geofísica y la geoquímica son las principales; de la unión de la geología y la geografía física surgió la geomorfología, ciencia o disciplina del relieve terrestre. El estudio y comprensión de éste se basa en una trilogía: agente, proceso y forma. El primero es el sujeto que lleva a cabo una acción (el agua de los ríos, el viento, el magma, etc.); el proceso es la acción que realizan los agentes: erosión (destrucción), acumulación, volcanismo, etc.; la forma es el resultado, el objeto: valles, dunas, deltas, volcanes, etcétera.

GRUPO DE SISMOLOGÍA.

El Grupo de Sismología del Departamento de Geofísica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile realiza investigación en las áreas de Sismotectónica, Fuente Sísmica, y Análisis de Movimientos Fuertes, manteniendo una estrecha relación con organismos y Universidades internacionales y regionales. Es el único grupo a nivel nacional que imparte docencia de postgrado en la especialidad de Sismología, apoya la docencia de pregrado de la Escuela de Ingeniería de nuestra Facultad, y tiene la responsabilidad del Servicio Sismológico Nacional. Actualmente, el grupo está constituido por cuatro Doctores en Sismología de jornada completa y dos de jornada parcial, quienes lideran varios proyectos de investigación de carácter nacional y regional, en uno de los países más sísmicos del mundo.

ANTECEDENTES.

Chile está ubicado en una de las regiones sísmicamente más activas del mundo. Durante el período sísmico que se extiende desde el fin del siglo XVI hasta el presente, un sismo de magnitud 8 ha ocurrido en promedio cada 10 años. Prácticamente todos ellos han provocado pérdidas humanas y económicas considerables. Los niveles de vulnerabilidad y exposición debidos a los efectos de los sismos son, por ende, altos.

La sismicidad en Chile está caracterizada por al menos tres rasgos de importancia: número de sismos por unidad de tiempo, gran tamaño y una diversidad de ambientes tectónicos donde estos ocurren (zonas sismogénicas).

Los desafíos que enfrenta nuestro país ante el problema sísmico nacional hacen relevante y pertinente avanzar aún más en esta área, especialmente hacia una propuesta integral de alto nivel materializada en un futuro próximo en un programa de doctorado en Geofísica Interna con mención en Sismología y/o en Ciencias de la Ingeniería Sismorresistente o Ingeniería Sísmica. Esta necesidad es, además, compartida por los países Sudamericanos con alto grado de sismicidad, desarrollo económico y social semejante al nuestro, pero sin una masa crítica de especialistas como la existente en nuestra institución.

En resumen, porque Chile está permanentemente expuesto a los devastadores efectos de los terremotos, la investigación en este tema presta un servicio directo a toda la población del país. Chile es un laboratorio natural excepcional para entender los fundamentos de los procesos sísmicos. Los datos sobre eventos sísmicos son excepcionales en esta parte del mundo y la integración de esta información hacia una comprensión exhaustiva del comportamiento de los sismos reposa esencialmente en la capacidad de la ciencia sísmica nacional.

HISTORIA DE LA SISMOLOGÍA EN CHILE.

Desde la fundación de la primera universidad en 1842, naturalistas como Darwin, Graham, Domeyko, Pissis y muchos otros se interesaron en la descripción y el estudio de los terremotos en Chile debido a la alta tasa de actividad sísmica que presenta. Durante la primera década del siglo XX, el gran terremoto de Valparaíso de 1906 impulsó al gobierno chileno a crear un Servicio Sismológico, uno de los primeros observatorios sismológicos del mundo, liderado por el destacado científico Francés F. Montessus de Ballore.

Este observatorio comenzó el registro sistemático de sismos. Gracias a ello tenemos disponible hoy uno de los mejores catálogos de sismos históricos existentes que describe los grandes eventos desde 1540 hasta el presente. Esta tradición en estudios sismológicos ha sido reconocida y continuada desde ese entonces.

A fines de los años '60 y comienzo de los '70, el Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile fue considerado por la OEA (Organización de Estados Americanos) como un centro de excelencia en sismología. Muchos estudiantes latinoamericanos obtuvieron su Master en Chile en esa época y están actualmente trabajando en universidades del extranjero.

De la colección de enero Kozak: Ilustración del daño a la iglesia en el terremoto de Kiev de 1320, reproducido de imagen coloreada en el Chronicle ruso. (MS Original en la biblioteca del estado, Moscú)

El día 30 de Abril del 2003, las 11:00 horas, fue inaugurada la Estación Sismológica "San Cristóbal", con tecnología de última generación. La instalación y operación de esta estación es el resultado de un esfuerzo del Departamento de Geofísica de la Facultad, con el Gobierno Regional y el Serviu.


AREAS DE INVESTIGACIÓN.

La investigación realizada por el Grupo de Sismología tiene una orientación regional y nacional, y en consecuencia, una preocupación particular de estudiar los sismos en el país. Las líneas de investigación permanentes cultivadas por el Grupo de Sismología tienen una proyección internacional reflejada en un importante número de publicaciones ISI, y están centradas en cuatro áreas principales: sismo, tectónica, proceso y física de la fuente sísmica y análisis de movimientos fuertes.

Estas áreas han sido reconocidas como importantes y prioritarias por el Grupo de Sismología, especialmente su impacto en la comprensión de los fenómenos tectónicos del margen Andino y por sus implicancias en ciencias de la ingeniería sísmica. Se ocupa de los problemas fundamentales de la evaluación del peligro y riesgo sísmico, esto es, la descripción de los efectos de los sismos locales y regionales expuesta en términos útiles a los científicos, ingenieros, reguladores y otras autoridades públicas. También promueve la instalación de redes de banda ancha y la creación de bases de datos.

SISMOTECTÓNICA

Las investigaciones relacionadas con la geometría y estructura de la placa de subducción a lo largo de Chile comenzaron hace más de 15 años. Se pusieron en marcha entonces varios programas en colaboración con diferentes instituciones (CONICYT, Chile; IRIS-PASCAL, EE.UU.; Fundación Andes; Institut de Physique du Globe de Strasbourg, Francia, IRD, Francia; Universidad Autónoma de México; Universidad de Arizona, EE.UU.; École Normale Supérieure de París, Francia; GFZ- Potsdam, Alemania; Carnegie Institución, EE.UU.; FONDECY, Chile; ECOS, Chile, Francia; Institut de Physique du Globe de París, Francia; Comunidad Europea, CEE). Todos estos proyectos necesitaron la instalación temporal de redes sísmicas en regiones seleccionadas del norte, centro y, recientemente, del sur de Chile. Adicionalmente, el Grupo de Sismología ha participado en análisis de terremotos fuera del territorio nacional como por ejemplo Costa Rica, 1991 (Mw=7.7), Venezuela, 1997 (M=7.0), Izmit, Turquía 1999 (Mw=7.7), y sur del Perú, 2001 (Mw=8.4).

FUENTE SÍSMICA

Los primeros estudios de las características sísmicas de los terremotos chilenos comenzaron con el análisis de algunos grandes eventos del norte de Chile usando estaciones de la red sismológica mundial WWSSN. El análisis de formas de onda y estudios de fases múltiples de ondas de volumen es realizado por el Grupo de Sismología utilizando los registros de los terremotos en las estaciones de las redes mundiales.

Los nuevos avances en la tecnología satelital para el estudio de los procesos involucrados en la ocurrencia de los sismos también han ido incorporándose en Chile gracias a una fuerte colaboración con instituciones internacionales en ésta área. Es así como desde comienzos de los '90, y gracias a un programa de colaboración franco-chileno, se han incorporado además de redes sísmicas, redes de GPS en toda la zona Norte de Chile con el objeto de estudiar la evolución espacial y temporal de los procesos involucrados en el Ciclo Sísmico. Últimamente el grupo ha incorporado las técnicas SAR de interferometría Radar.

A mediados de los '90, en estrecha colaboración con el Institut de Physique du Globe de Paris, , se instaló la estación sismológica de Peldehue (PEL) en recintos del Centro de Estudios Espaciales de la Universidad de Chile, a unos 40 Km. al norte de Santiago. Esta correspondió a un nodo de la red sismológica global francesa GEOSCOPE y fue la primera estación de banda ancha instalada en Chile, funcionando ininterrumpidamente desde entonces. Esto ha permitido un importante avance en la comprensión de los procesos físicos involucrados en la fuente sísmica de los eventos ocurridos en nuestro territorio. Desde 1996, gracias al aporte financiero de la Comunidad Europea y CONICYT, se inició un ambicioso programa multidisciplinario para estudiar la laguna sísmica Constitución-Concepción, la más antigua del país, incorporando redes sísmicas locales y una red de GPS.

http://www.dgf.uchile.cl/investsismo.html
http://met.dgf.uchile.cl/clima/
http://www.atmosfera.cl/
http://ssn.dgf.uchile.cl/


Estaciones sismológicas en la Región Metropólitana

Estación Sismólogica de Cerro San Cristóbal

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