Wednesday, January 23, 2008

SISMOS


Escala Richter y Escala Mercalli


Uno de los mayores problemas para la medición de un terremoto es la dificultad inicial para coordinar los registros obtenidos por sismógrafos ubicados en diferentes puntos ("Red Sísmica"), de modo que no es inusual que las informaciones preliminares sean discordantes ya que se basan en informes que registraron diferentes amplitudes de onda. Determinar el área total abarcada por el sismo puede tardar varias horas o días de análisis del movimiento mayor y de sus réplicas. La prontitud del diagnóstico es de importancia capital para echar a andar los mecanismos de ayuda en tales emergencias.


A cada terremoto se le asigna un valor de magnitud (Richter) único, pero la evaluación se realiza, cuando no hay un número suficiente de estaciones, principalmente basada en registros que no fueron realizados forzosamente en el epicentro sino en puntos cercanos. De allí que se asigne distinto valor a cada localidad o ciudad e interpolando las cifras se consigue ubicar el epicentro.


Una vez coordinados los datos de las distintas estaciones, lo habitual es que no haya una diferencia asignada mayor a 0.2 grados para un mismo punto. Esto puede ser más difícil de efectuar si ocurren varios terremotos cercanos en tiempo o área.


Aunque cada terremoto tiene una magnitud única, su efecto variará grandemente según la distancia, la condición del terreno, los estándares de construcción y otros factores.


Resulta más útil entonces catalogar cada terremoto según su
energía intrínseca. Esta clasificación debe ser un número único para cada evento, y este número no debe verse afectado por las consecuencias causadas, que varían mucho de un lugar a otro según mencionamos en el primer párrafo.

Magnitud de Escala Richter (Se expresa en números árabes)


Representa la energía sísmica liberada en cada terremoto y se basa en el registro sismográfico. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, de manera que cada punto de
aumento puede significar un aumento de energía diez o más veces mayor. Una magnitud 4 no es el doble de 2, sino que 100 veces mayor.

Magnitud en Escala Richter Efectos del terremoto:

Menos de 3.5 Generalmente no se siente, pero es registrado
3.5 - 5.4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores
5.5 - 6.0 Ocasiona daños ligeros a edificios
6.1 - 6.9 Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas.
7.0 - 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daños
8 o mayor Gran terremoto. Destrucción total a comunidades cercanas.

(NOTA: Esta escala es "abierta", de modo que no hay un límite máximo teórico, salvo el dado por la energía total acumulada en cada placa, lo que sería una limitación de la Tierra y no de la Escala)


El gran mérito del
Dr. Charles F. Richter (del California Institute for Technology, 1935) consiste en asociar la magnitud del Terremoto con la "amplitud" de la onda sísmica, lo que redunda en propagación del movimiento en un área determinada. El análisis de esta onda (llamada "S") en un tiempo de 20 segundos en un registro sismográfico, sirvió como referencia de "calibración" de la escala. Teóricamente en esta escala pueden darse sismos de magnitud negativa, lo que corresponderá a leves movimientos de baja liberación de energía.

Intensidad en Escala de Mercalli

(Modificada en 1931 por Harry O. Wood y Frank Neuman)

Se expresa en números romanos.

Creada en 1902 por el sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la sensación percibida por la gente. Para establecer la Intensidad se recurre a la revisión de registros históricos, entrevistas a la gente, noticias de los diarios públicos y personales, etc.


La Intensidad puede ser diferente en los diferentes sitios reportados para un mismo terremoto (la Magnitud Richter, en cambio, es una sola)y dependerá de

a)La energía del terremoto,

b)La distancia de la falla donde se produjo el terremoto,

c)La forma como las ondas llegan al sitio en que se registra (oblicua, perpendicular, etc,)

d)Las características geológicas del material subyacente del sitio donde se registra la Intensidad y, lo más importante,

e)Cómo la población sintió o dejó registros del terremoto.


Los grados no son equivalentes con la escala de Richter. Se expresa en números romanos y es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el doble de II, por ejemplo.

Grado I
Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables.


Grado II
Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.


Grado III
Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un carro pesado. Duración estimable


Grado IV
Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y puertas; los muros crujen. Sensación como de un carro pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor estacionados se balancean claramente.


Grado V
Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos inestables . Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de relojes de péndulo.


Grado VI
Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o daño en chimeneas. Daños ligeros.


Grado VII
Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas; daños considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por las personas conduciendo vehículos en movimiento.


Grado VIII
Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente bueno; considerable en edificios ordinarios con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros salen de sus armaduras. Caída de chimeneas, pilas de productos en los almacenes de las fábricas, columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se vuelcan. Arena y lodo proyectados en pequeñas cantidades. Cambio en el nivel del agua de los pozos. Pérdida de control en la personas que guían vehículos motorizados.


Grado IX
Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial. Los edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías subterráneas se rompen.


Grado X
Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento considerable del terreno. Las vías del ferrocarril se tuercen. Considerables deslizamientos en las márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus márgenes.

Grado XI

Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas.


Grado XII
Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.

CENTRO CIENTÍFICO TECNOLÓGICO

"CECITEC"


ENCUESTA SISMICA

FECHA: _________


SISMO DEL: _____________________

1. DATOS DEL OBSERVADOR:

Al ocurrir el sismo, Ud. se encontraba en:
La ciudad de: _________________
Comuna de: _________________
Provincia de: _________________
Región: _________________

Ud. se encontraba en el interior de que tipo de construcción:
En el interior de una casa de 1 piso: _____ tipo de construcción: ______________
En un edificio de cuantos pisos: _________ En que piso estaba Ud.: ____________
Que tipo de construcción era: _______________________________________
Que actividad realizaba en el momento de ocurrir el sismo: ___________________
____________________________________________________________
Su profesión o actividad es: _________________________________________
Si lo desea indique su nombre, dirección y teléfono:


2. PERCEPCION DE LAS PERSONAS:

Sintió el sismo: _____ Que hora tenía en su reloj: ______________
Si percibió más de un movimiento sísmico indíquelo: _______________________
Cuantos: _____________Que sintió en el momento del sismo:
- Ruido _____ - Vibración _____ -Balanceo ____
- Fuerte sacudida _____ -Perdida del equilibrio _____
- Otras _____ Cuales ________________________
Si desea, descríbalo con más exactitud: ________________________________________________________

Cuantas personas notaron el sismo: _______ en donde

estaban:________________________

Que actividad desarrollaban en el momento del sismo:


Salieron personas asustadas al exterior o a la calle: ____________ Hubo pánico _________
Cuantas se despertaron porque estaban dormidas:


3. QUE EFECTOS OBSERVO EN LOS OBJETOS VECINOS A UD.:

Oscilación de lámparas u otros objetos colgados: ________________________
Vibración o tintineo de vajillas, cristales, etc.: __________________________
Oscilación de líquidos en recipientes o vasos: ___________________________
Batir de puertas y ventanas: _________________________________________
Desplazamiento de objetos ligeros: ___________________________________
Desplazamientos de objetos pesados (TV, Cocina, etc.): ___________________
Vibración de muebles ligeros (sillas, mesitas de centro, etc.) _______________
Vibración de muebles pesados (Refrigerador, Roperos, etc.) _______________
Rotura de cristales de ventanas y puertas _______________________________
Caída de objetos: _____________ Cuales ______________________________


4. DAÑOS A EDIFICIOS O VIVIENDAS:

Hubo algún daño en el lugar en que Ud. se encontraba:
- grietas finas ________ - grietas profundas ________
- caída de revestimientos __________
- chimeneas dañadas _____________
- caída de tejas o techos ___________
- caídas de murallas ______________
- otros daños ______
- Si lo desea puede describirlo con mas detalles:


Ud. noto durante el sismo algún daño no previsto en esta encuesta, efecto en la naturaleza u otros efectos, indíquelo a continuación:



Ficha encuesta N° _________ Firma del observador:


Observaciones:




CONCEPTO DE UN SISMOGRAFO.


Para obtener el registro del movimiento del suelo es necesario tener como referencia un punto fijo al cual tendríamos que referirlo, lo cual sería imposible por cuanto el punto fijo se movería junto con el suelo. A fin de salvar esta dificultad habría que recurrir al principio de inercia de cualquier cuerpo y por el cual todos los cuerpos tienden a resistirse al movimiento o a variar su velocidad.


Por lo tanto, el movimiento del suelo puede ser medido en función de una masa suspendida por algún elemento que le permita mantenerse en reposo con respecto al suelo. El mecanismo más simple considera una masa suspendida de un resorte que esta atado a un soporte anclado al suelo. Cuando el resorte se agita al paso de las ondas sísmicas, la inercia de la masa hace que ésta permanezca un instante en el mismo punto de reposo y cuando sale del mismo, tiende a oscilar.


Es lógico pensar que la oscilación posterior del péndulo no reflejaría el real movimiento del suelo; por lo tanto, hay que amortiguarlo. En los sismógrafos antiguos el amortiguamiento era realizado utilizando aceite y hoy en día se logra con el uso de bobinas o imanes que amortiguan la oscilación libre de la masa.


Si se adhiere a la masa suspendida un pincel o lápiz a fin de que inscriba en un papel sobre un cilindro que gira a tiempo constante, se registraría una componente del movimiento del suelo. En este caso, puede ser un sismógrafo de componente vertical tal como se muestra en la Figura.


El papel o lámina sobre el cual se registra el movimiento del suelo se llama sismograma. Debido a que el movimiento del suelo se realiza en tres dimensiones, es necesario registrarlo además de la componente vertical, en componentes horizontales con péndulos que oscilan en dirección similar al giro de una puerta con el eje ligeramente inclinado a fin de lograr mayor estabilidad en su movimiento.


Tal como se indicó, el movimiento del suelo con respecto a la masa suspendida se registraba inicialmente por medio de una pluma que inscribía en un tambor giratorio. Luego se implemento el registro en papel fotográfico o sobre película. Actualmente, el registro de los datos se realiza en medios magnéticos (cintas) o en sistemas digitales mejorando la calidad de los mismos. Asimismo, el control de tiempo es realizado mediante relojes satélites o los ya comunes GPS.

Terremoto

Cada año se detectan en nuestro planeta unos 500,000 terremotos. De ellos apenas un centenar tienen una intensidad suficiente para causar daños.


La madrugada del 27 de Mayo tuvo lugar un terremoto en Indonesia de 6.9 puntos de la escala de Richter.


El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) ha desarrollado un Observatorio Sísmico Dinámico para Google Earth. Esta aplicación se actualiza cada 5 minutos y permite visualizar sobre la superficie terrestre los terremotos ocurridos durante la última semana.Con esta herramienta, podemos desarrollar una actividad geointeractiva, para alumnos de educación secundaria, con los siguientes objetivos didácticos:


Identificar las regiones de la Tierra con mayor actividad sísmica;
Analizar si existe alguna relación entre
las placas que forman la litosfera y la distribución de la actividad sísmica;
Observar la relación entre actividad sísmica y vulcanismo.
Para desarrollar la actividad, se debe recuperar el fichero
Terremotos, guardarlo en nuestro ordenador y abrirlo con Google Earth.


Procedimiento
· Haz girar la esfera terrestre y observa las distintas placas tectónicas que conforman la superficie del planeta.
· Localiza el
epicentro del terremoto de Indonesia (para ello selecciona únicamente los terremotos de magnitud 6 dentro de la carpeta "Observatorio Sísmico Dinámico")
· Vuelve a activar todas las magnitudes y observa la ubicación de los epicentros de los terremotos, con respecto a las fronteras de las placas tectónicas. ¿Puedes establecer alguna relación entre la distribución de los terremotos y las placas?
· Localiza el volcán
Merapi (Coordenadas: Latitud: -7.542º ; Longitud: 110.442º)

¿Puedes establecer alguna relación entre la reciente actividad de este volcán y el reciente terremoto?


Recursos adicionalesInstala la extensión de Firefox "eQuake Alert 1.0" que permite estar informado de los terremotos en tiempo real.NB: Si la actividad se realiza pasada una semana del terremoto ocurrido el 27/5/2006, este no aparecerá señalado en Google Earth. Deberá buscarse otro terremoto reciente.



Extraen Muestras Pétreas de la Falla de San Andrés a 3 Kilómetros Bajo Tierra.


Por vez primera, unos geólogos han extraído muestras de roca intactas, a 3 kilómetros por debajo de la superficie, en la Falla de San Andrés, la tristemente célebre grieta que se extiende a lo largo de unos 1.300 kilómetros por California.


Nunca antes los científicos habían tenido disponibilidad de muestras de roca procedentes de una profundidad tan grande en la que es una de las fallas más peligrosas del mundo. Ahora, con este material recientemente obtenido, los científicos esperan poder contestar a las preguntas pendientes de respuesta desde hace mucho tiempo, acerca de la composición y propiedades de la falla.


En conjunto, los geólogos obtuvieron 41 metros de núcleos de roca de 10 centímetros, pesando aproximadamente 1 tonelada. Estos núcleos fueron traídos a la superficie mediante un pozo de investigación abierto al perforar hasta una profundidad de más de 4 kilómetros dentro de la Tierra.


Los científicos, tratando de averiguar cómo las grandes fallas que limitan las vastas placas tectónicas de la Tierra evolucionan y generan seísmos, siempre han tenido que inferir estos procesos mediante métodos indirectos. Hasta hora, sólo podían trabajar con muestras de fallas antiguas expuestas en la superficie terrestre después de millones de años de erosión y elevación, o recurriendo a simulaciones informáticas y a experimentos de laboratorio que sólo pueden dar una idea muy aproximada de lo que podría estar sucediendo en las profundidades donde se generan los terremotos.


"Ahora podemos tomar a la Falla de San Andrés en nuestras manos", comenta Mark Zoback, profesor de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Stanford. "Sabemos de qué está hecha, y podemos estudiar cómo se comporta".Zoback es uno de los tres investigadores principales del proyecto SAFOD, que está estableciendo el primer observatorio sismológico subterráneo del mundo. Sus colegas son William Ellsworth y Steve Hickman, geofísicos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS).


¿Permitirán estas nuevas muestras a los científicos predecir terremotos?

La respuesta concisa es No. Pero la investigación sobre estas muestras podría aportar pistas para determinar si los terremotos son predecibles. Este observatorio permitirá a los científicos comenzar a esclarecer si existen fenómenos precursores en la zona de la falla.


Información adicional en:
Stanford U.

Tierra y tectónica de placas.


Nuestro planeta está cambiando ante nuestros ojos y, como resultado, muchas especies están viviendo en el límite. Y sin embargo, la Tierra ha permanecido en los límites de la habitabilidad desde el principio. Astrónomos del CfA demuestran que si la Tierra hubiese sido ligeramente más pequeña y menos masiva, no poseería tectónica de placas - las fuerzas que mueven los continentes y construyen las montañas. Y sin tectónica de placas, la vida nunca habría tenido una posibilidad en nuestro planeta.


La tectónica de placas es crucial para la habitabilidad de un planeta ya que permite que exista química compleja y el reciclado de sustancias como el dióxido de carbono, que actúa como un termostato y mantiene la Tierra con una temperatura suave. El dióxido de carbono que quedó encerrado en rocas es liberado cuando esas rocas se funden en el magma, regresando a la atmósfera desde los volcanes y cordilleras oceánicas.(Universidad de Valencia)


Noticia e imágenes en Harvard:



Vibraciones que cuentan historias.


Fondo del Océano Índico, diciembre de 2004.


Una gran cantidad de energía se está acumulando en la frontera entre dos placas tectónicas. De repente, el día 26, unos 1.500 kilómetros de esta zona se desplaza diez metros y levantan otros varios provocando un enorme terremoto en el norte de Sumatra de magnitud superior a 9 en la escala de Richter. La energía liberada equivale a casi 500 megatones de TNT o, lo que es lo mismo, a 30.000 bombas atómicas como la lanzada sobre la ciudad japonesa de Hiroshima al final de la Segunda Guerra Mundial. El desplazamiento de las placas tectónicas produce un tsunami, o sea, una serie de olas en el mar de varios centímetros de altura, no llegan al medio metro, que se desplazan a más de 500 km/h. Al acercarse a la costa, pierden velocidad, pero aumentan de tamaño. Arrasan con todo lo que encuentran y matan a decenas de miles de personas.


Superficie del Sol, 9 de julio de 1996.


Una enorme cantidad de energía se está acumulando alrededor de un grupo de manchas solares. Los campos magnéticos allí concentrados se entrecruzan y reconectan provocando una liberación energética que calienta el plasma a varios millones de grados centígrados. La explosión produce una onda de choque que impacta en la superficie solar generando en ella una serie de ondas equivalentes a las olas del tsunami de Sumatra. Sin embargo, en el caso solar las dimensiones son colosales, pues las ondas alcanzan más de 3 km de altura, se desplazan a unos 200.000 km/h por hora y la energía radiada es unas 2.000 veces superior a la del terremoto de Sumatra. En la Tierra, un evento similar podría partir el planeta en dos mitades. En el Sol, no representa más que una pequeña fracción de la energía que libera la estrella normalmente.


Los dos eventos comentados reciben el nombre genérico de sismos, más conocidos como terremotos en el caso terrestre y "heliomotos" en el solar.

Ambos son manifestaciones a distinta escala de la propiedad física por la cual un cuerpo al que se le inyecta energía tiende a radiarla en forma de ondas o, dicho de otra forma, a vibrar al ser perturbado su estado de reposo. El cuerpo puede ser, entre muchos otros, un estanque de agua, un órgano de iglesia, un volcán, un planeta o hasta una estrella; y la perturbación una piedra que golpea el agua, el aire o el gas a presión, el movimiento de las placas tectónicas o el plasma estelar burbujeando a varios miles de grados centígrados.


Sorprende que fenómenos tan distintos como una melodía tocada en un órgano, un terremoto volcánico o las vibraciones globales que afectan a una estrella como el Sol tengan una explicación física análoga, pero a fin de cuentas en el Universo todos los cuerpos obedecen a una leyes físicas "globalizadas" y deben comportarse de forma similar, aunque la escala no sea la misma.


La sismología es un área del saber que ha evolucionado mucho debido, en gran medida, al enorme impacto social de los terremotos. Además, sus aplicaciones prácticas son de suma importancia, ya que desvela riquezas escondidas en el subsuelo como depósitos minerales, bolsas de petróleo o de agua. Se requieren libros enteros para explicar qué es, cómo funciona y sus usos en la Tierra.


Algunas áreas afines a la sismología clásica, menos conocidas, permiten acceder a un enorme caudal de información acerca de las propiedades de los cuerpos estudiados. Se analizan eventos que duran horas, días o años, a diferencia de los de la sismología convencional, los terremotos, que como máximo se alargan unos minutos. Tan larga duración se debe a que la fuente que genera los sismos está presente continuamente en el cuerpo que vibra, y a que las ondas sísmicas son capaces de desplazarse de modo coherente en el seno de dicho cuerpo.


Ejemplos de cuerpos donde aplicar esta "nueva" sismología son el suelo, los volcanes y las estrellas.


La señal de un sismógrafo nunca es plana, aunque no registre terremotos. Ello significa que el suelo está vibrando, es decir, que se le está inyectando energía por alguna parte. Efectivamente, el viento, la actividad humana (el tráfico, las obras, etcétera), el oleaje del mar, las condiciones meteorológicas… son factores que perturban continuamente el estado de reposo de un lugar, haciendo vibrar particularmente las capas más superficiales: los suelos. El modo en que estos vibran depende de propiedades como su grosor y composición, de ahí que podamos estudiarlos a partir de sus vibraciones.


El suelo transmite sus vibraciones a los edificios y, de hecho, puede amplificar la frecuencia natural de vibración de los mismos. Tras un terremoto, se dan casos en que barrios enteros construidos sobre un determinado tipo de suelo son destruidos, mientras que otros cuyo suelo es distinto sufren daños menores.


En un volcán, las grietas y conductos pueden empezar a vibrar de un modo similar a los tubos de un órgano de iglesia si se les inyectan fluidos a presión (agua, magma o gases). Estos procesos de inyección pueden durar días, por lo que es posible que las vibraciones asociadas, los tremores, se alarguen mucho tiempo, y son señales que alertan sobre una posible reactivación volcánica. En muchos volcanes es típica la aparición de distintos tipos de señales sísmicas: los ‘clásicos’ terremotos de corta duración, asociados a la creación de fracturas y grietas por parte del magma que asciende; y los tremores, asociados al llenado de esas fracturas por algún tipo de fluido.
No sólo el suelo y los volcanes, con técnicas sismológicas también se analiza la vibración de las estrellas, en particular del Sol.


La heliosismología es el nombre de la joven rama de la sismología que estudia de qué modo se propagan las ondas sísmicas en el interior de nuestra estrella, resultado de la perturbación que produce continuamente el burbujeo del plasma solar cerca de su superficie o de la aparición de algún evento energético motivado por la actividad magnética.


Dependiendo del tipo de ondas y de la fuente de energía que las genera, pueden desplazarse por el interior del Sol durante minutos, horas, días o años. La información obtenida sobre el funcionamiento solar a través del estudio de estas ondas es de un valor incalculable, pues es casi la única forma de averiguar lo que ocurre dentro de la estrella. Curiosamente, conocemos mejor el interior del Sol que el de nuestro planeta, pues es más simple estructuralmente y, además, es más sencillo observar ondas en un plasma que en un medio rocoso.


En definitiva, casi todos los cuerpos vibran al ser perturbados. La vibración depende de sus propiedades intrínsecas y de las fuentes que los perturban. Aprender a escuchar, ver o sentir esas vibraciones, en muchos casos melodías, es el objeto de la sismología: una ciencia que estudia desde las estrellas más lejanas, al suelo desde donde las contemplamos.

Autor:

Antonio M. Eff-Darwich Peña es Doctor en Ciencias Físicas (especialidad Astrofísica) por la Universidad de La Laguna e investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Edafología y Geología de dicho centro, donde compagina estudios de heliofísica y geofísica.