Monday, January 17, 2011


PORQUE SE PRODUCEN LOS TERREMOTOS
EN LA TIERRA


A pesar que los terremotos a la escala humana nos parecen fenómenos bruscos, agresivos y en ocasiones de gran envergadura con un marcado carácter de incertidumbre, éstos a la escala de los fenómenos que tienen lugar en el planeta, corresponden a suaves y lentos procesos que responden a una dinámica interna la que por siglos ha atraído la curiosidad de los hombres. Es quizás debido a lo inesperado de su ocurrencia, o tal vez a su inusual potencia destructiva a la cual no estamos cotidianamente enfrentados a experimentar, que los terremotos corresponden a uno de los fenómenos naturales que más impacta al ser humano, tanto en su dimensión social como en lo personal.
Comúnmente se suele asociar el término terremoto a "sacudidas de la superficie de la Tierra" o "vibraciones debido al paso de ondas elásticas causadas por bruscos movimientos en el interior de la tierra" (definición que se encuentra en los diccionarios). Sin embargo, la ciencia usa el concepto terremoto aplicándolo al fenómeno que tiene lugar en la fuente misma o desde donde se produce la radiación de energía.
Los terremotos pueden ser de diferentes tipos: hay aquellos que pueden ser acompañados de erupciones volcánicas como resultado de rápidos movimientos de magma, colapso de cavidades magmáticas o fisuramiento de las mismas durante el ascenso del magma por un dique o de la chimenea de un volcán; también aquellos que se producen por grandes deslizamientos de tierra; también los hay por reventones de roca durante laboreo minero, pero lejos los más importantes, tanto en términos de tamaño (magnitud) como en número, son los terremotos tectónicos. Estos últimos son causados por un rápido deslizamiento que tiene lugar en las fallas geológicas o bien por un deslizamiento repentino en las zonas de contacto entre dos Placas tectónicas.


Debido a su proceso de enfriamiento, las capas más externas de la Tierra son quebradizas o de comportamiento frágil y frente a las fuerzas tectónicas responden mediante fracturamiento. Las fallas son fracturas en cizalla (corte) en las cuales el deslizamiento ocurre en una dirección paralela a la superficie de la fractura. Este deslizamiento es resistido por la fricción debido a que las paredes de la falla se encuentran pegadas, soldadas una contra la otra, como resultado del esfuerzo compresivo que existe al interior de la Tierra a profundidades mayores que 1 a 2 Km. La capa quebradiza es de unos 10-50 Km. de espesor, y la deformación que ésta sufre como respuesta al campo de esfuerzos tectónicos, es manifestado principalmente mediante deslizamiento localizado en la fallas. Este deslizamiento ocurre casi enteramente mediante movimientos rápidos y abruptos, de carácter irregular, constituyendo así en esencia el fenómeno terremoto. La causa subyacente que permite explicar este comportamiento reposa en las propiedades de la fricción de muchos tipos de rocas. Estas, bajo las condiciones de presión y temperatura que la Tierra presenta en profundidad, son tales que la fricción presenta un comportamiento inestable conocido como stick-slip. Este se caracteriza por largos períodos en los cuales las superficies rugosas se mantienen solidarias por fricción, pero cuando el deslizamiento comienza, se produce una inestabilidad dinámica acompañada por un rápido y gran deslizamiento la que inicia todo el proceso del terremoto. Esta inestabilidad llega a producirse porque la fricción dinámica, la responsable en resistir el movimiento una vez que el deslizamiento ha comenzado, es menor que la fricción estática.
Una vez que la inestabilidad se ha manifestado, en un determinado dominio del plano de falla (nucleación del terremoto), ésta dinámicamente se propaga sobre la superficie de la falla a una velocidad de ruptura cercana a la velocidad de las ondas de cizalla (ondas S) del medio, del orden de los 3.2 Km./s, y se detiene sólo donde el frente de ruptura no puede dinámicamente superar la fricción estática. Al interior de este dominio que va creándose detrás del frente de ruptura y en el frente de ruptura mismo, es donde se materializa el deslizamiento sísmico (el proceso terremoto). La velocidad de deslizamiento entre dos puntos ubicados respectivamente a ambos lados del plano de falla es típicamente del orden de 1 m/s y puede alcanzar valores aún mayores en el frente mismo de la ruptura. Es en el frente de ruptura desde donde se genera principalmente la radiación de ondas elásticas de altas frecuencias, las responsables en general del alto grado de agresividad que pueden alcanzar los movimientos sentidos en la superficie de la Tierra.


Mirando a una escala global, los terremotos son el principal agente del tectonismo, el proceso mediante el cual se hace el paisaje de la superficie terrestre. Esto queda claramente evidenciado cuando observamos un mapa de distribución de la sismicidad global. Allí claramente podemos identificar las regiones y las estructuras tectónicamente más activas de la tierra. Las más destacadas corresponden a los límites entre las Placas, lugar donde se concentra la mayor parte de la deformación de la superficie terrestre. Estos límites se clasifican en:
• Límites divergentes, a lo largo de los cuales las placas se separan. Estos incluyen los grandes sistemas montañosos existentes en medio de los océanos en profundidades, evidenciado por una estrecha banda de epicentros de los sismos. Hay también sistemas de abertura (divergentes) continentales y uno de los más notables es el que se encuentra en el Este de África. Los terremotos que se producen en estas zonas no son los de mayor magnitud en el mundo, ya que el espesor de la capa quebradiza en esas regiones es más bien delgado y caliente. La principal actividad en estas regiones consiste en el proceso de creación de nuevo fondo oceánico controlada por una actividad volcánica submarina.
• La segunda clase de límite de Placas corresponde a los de tipo transcurrentes, donde el exponente más conocido es el sistema de fallas de San Andrés en California, USA. Allí, dos Placas adjuntas se mueven una con respecto a la otra en una dirección paralela al límite de contacto.
• Un tercer tipo son los límites de Placas convergentes, los que a su vez se dividen en dos sub-clases:
• Cuando la convergencia es entre una Placa oceánica respecto a ya sea una Placa continental (caso en Chile donde la Placa oceánica de Nazca "subducta" bajo la Placa continental Sudamericana) u otra oceánica (caso en Marianas donde la Placa oceánica Pacífico "subducta" bajo la Placa oceánica de Filipinas). La subducción de una Placa corresponde a una penetración de la misma en el manto terrestre. La zona de contacto entre dos Placas convergentes focaliza la mayor parte de la deformación involucrada y la presencia de una fosa oceánica caracteriza el proceso. Detrás de estas fosas se encuentran los arcos de islas, formados por procesos volcánicos como resultado de un fenómeno de deshidratación progresivo y fundición parcial de la corteza oceánica arrastrada por la Placa oceánica en el proceso de penetración en el manto.
• La otra clase corresponde a una convergencia entre dos Placas continentales en el cual no hay subducción. En este caso tenemos una enorme zona de colisión dando origen a fenómenos orogénicos como es el caso del Himalaya.

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