Locos por la Geología

Los eventos sísmicos de cierta envergadura saltan de inmediato a los titulares de la prensa, que informa con la mejor de las intenciones, pero confundiendo muchas veces al público por el modo ligero de emplear como sinónimos, términos que científicamente son distintos y hacen alusión a cosas diferentes.

Una de las confusiones más comunes es la de los conceptos de Intensidad y Magnitud sísmicas, que es mi intención aclarar si puedo.

¿Qué es la Intensidad sísmica?

La intensidad es una medida de los daños. Como tal es por ende un concepto antropocéntrico, y de valor científico muy limitado.

El modo de evaluar la intensidad es además relativamente subjetivo y depende de la experiencia del observador, ya que se incluyen en la «medición» cosas tan variadas como los efectos sobre las personas, los daños sobre las estructuras artificiales y las construcciones en general, y las modificaciones geológicas y topográficas observables.  Por otra parte se realizan dichas observaciones durante e inmediatamente después del evento, cuando hay en todo observador, aun de manera inconsciente una fuerte carga emocional.

Ya en un post anterior les he hablado de las isosistas, y ahora les recuerdo que ellas se refieren a este concepto específicamente.

¿Qué escalas miden la intensidad sísmica?

Figura 1: Escala de Mercalli modificada.

La escala más conocida por su nombre es la de Mercali, pese a que a lo largo del tiempo sufrió tantas modificaciones que tiene relativamente poco que ver con la original. De hecho los comunicadores más prolijos la mencionan como la Escala Mercali Modificada, y si bien es cierto que ya ha caído prácticamente en desuso por las razones que expresé más arriba, todavía aparece de vez en cuando en los informes periodísticos, generando alguna confusión.

La escala Mercali reconoce su antecedente en la conocida como Rossi-Forel, en homenaje a sus dos creadores: Michele Stefano Conde de Rossi y François-Alphonse Forel.

La escala de Rossi-Forel constaba de 10 grados, data del Siglo XIX y fue modificada al menos dos veces por el vulcanólogo italiano Giuseppe Mercali, quien presentó sus propias versiones en 1884 y 1906.

Entre ambos intentos, en 1902 el físico, también de origen italiano, Adolfo Cancani, aumentó los grados descritos en la escala de diez a doce.

Pero tampoco fue ésa la formulación final, ya que más tarde, el geofísico alemán August Heinrich Sieberg la modifió sustancialmente, con lo que la escala pasó a llamarse de Mercali-Cancani-Sieberg (MCS).

Sin embargo, los cambios no terminaron entonces, ya que en 1931, Harry O. Wood y Frank Neumann metieron baza en el asunto y la escala pasó a llamarse de Mercali-Wood-Neumann (MWN).

No obstante la forma final le fue dada por Charles Richter (del que hablaremos luego en otro punto) y para no seguir complicando los nombres, fue designada simplemente como Escala de Mercali Modificada, (comúnmente abreviado MM) según ya les adelanté, y corresponde a los 12 grados que pueden leer en la Figura 1.

¿Qué relación tiene la intensidad con la energía liberada?

Prácticamente ninguna, porque al establecerse el grado de intensidad en función de los daños, la intensidad puede ser muy baja por ejemplo, si el terremoto ocurre en una zona deshabitada y sin infraestructura, aun cuando haya liberado una enorme cantidad de energía. A la inversa, un sismo que involucra menos energía puede causar miles de muertes si ocurre en una zona más vulnerable, con gente mal preparada para reaccionar ante el evento, etc.

Un ejemplo muy gráfico fue el de Haití

¿Qué es la magnitud sísmica?

Ésta sí es una medida de valor científico ya que es mucho más objetiva que la intensidad, y puede medirse, relacionándola además matemáticamente con la energía liberada.

Si bien existen al menos 8 diferentes modos de definir y establecer la magnitud, todos comienzan en mediciones a partir de los sismogramas. La razón por la cual hay tanta variedad de mediciones para la magnitud es que cada método sólo puede aplicarse dentro de un cierto rango y con cierto tipo de sismógrafos.

Como hay mucha y muy interesante información respecto a todos los conceptos de magnitud, ese tema será abordado en otro post. Hoy voy a limitarme a explicarles la magnitud  en general y cómo se relaciona con la escala Richter según es utilizada en los informes periodísticos.

¿Cómo se mide la magnitud sísmica?

Como ya les adelanté, son al menos ocho los modos posibles de medir la magnitud sísmica, que toma diversos nombres en cada caso (Momento de Magnitud, Magnitud Local, Magnitud de duración, etc.) pero todos ellos se derivan del sismograma o pueden derivarse de él a través de pasos y cálculos intermedios. A veces las lecturas de sismograma se combinan con mediciones en el campo, pero siempre hay un registro mensurable y mucho más objetivo que en el caso de la Intensidad.

¿A qué se deben las variaciones en las medidas de magnitud que se dan a conocer en los reportes sísmicos?

Precisamente porque no siempre se está midiendo la misma cosa, ya que son varios los conceptos que se incluyen bajo el término genérico de Magnitud.

Como la prensa desconoce este simple hecho, normalmente expresa un número, sin aclarar exactamente qué magnitud es la medida. Afortunadamente, casi todas las posibles magnitudes medidas caen dentro de un intervalo bastante estrecho y las diferencias no son grandes. No obstante es común que al recibirse dos valores diferentes desde dos fuentes distintas, la población caiga en la tentación de elaborar teorías conspirativas.

Así es posible escuchar cosas como: «Nos mintieron. En tal diario o tal radio extranjera dijeron 7,2 en vez de 6,9 «.

Por esa razón me parece interesante dar a conocer estos detalles que llevarían tranquilidad a los pobladores de las zonas afectadas, por un lado, y reforzarían la credibilidad de las autoridades competentes por el otro.

¿Cómo se relaciona la magnitud con la energía liberada?

Como hemos venido diciendo, la magnitud es una medida (logarítmica) del desplazamiento, ya que eso al fin es lo que registra el sismograma, y es obvio que cuanto mayor es la energía, mayor es el desplazamiento y la magnitud medida.

Ésa es la principal diferencia con la intensidad, puesto que ya hemos dicho que esta última no necesariamente crece o decrece junto con la energía liberada.

Retomando la relación entre magnitud y energía, si la distancia al epicentro es la misma, la sacudida será diez veces mayor entre un grado y el siguiente. Y como todas las formas de medir la magnitud son logarítmicas, eso pasa en todos los casos.

Ahora les propongo un pequeño ejercicio:  Un sismo de magnitud 2 será 10 veces más «fuerte» que uno de uno de magnitud 1, correcto, pero… pensar que uno de magnitud 3 es 30 veces más fuerte, es un error común, pero totalmente divorciado de la realidad. En efecto un sismo magnitud 3 es 10 veces más grande que el 2, y como éste a su vez es 10 veces más grande que el 1, el 3 es 100 veces más grande que el 1 y así sucesivamente.

Ahora bien, el aumento de energía que se requiere para aumentar diez veces la vibración, puede crecer según otro factor, y cambia de una forma de medir la magnitud a otra. Ese factor puede llegar a ser tan grande como 32.

¿Qué es la escala Richter?

La escala Richter mide lo que se conoce como Magnitud Local (ML), ya que fue desarrollada en 1935 para terremotos que distaran del sismógrafo no más de 400 km y se considera que su mayor exactitud se da para un rango de magnitudes entre 2 y 6.

La autoría corresponde a Charles Richter con la colaboración de Beno Gutenberg, pues ambos investigaban en el Instituto de Tecnología de California, y trabajaban con un sismógrafo de torsión de Wood-Anderson.

Hoy en día esos aparatos ya han sido superados y la Magnitud Local se mide con instrumental mucho más moderno, pero la unidad de escala fue originalmente fijada en magnitud 0 para  un terremoto que produciría un desplazamiento horizontal máximo de 1 μm en un sismograma trazado por un sismómetro de torsión Wood-Anderson localizado a 100 km de distancia del epicentro.

Figura 2: Cálculo de la Magnitud

La definición matemática de la Magnitud Local se obtiene de la siguiente fórmula:

M= log A+3log (8Δt) -2,92

donde:

A = es la amplitud de la onda medida en milímetros, directamente en el sismograma.

Δt = diferencia de tiempo en segundos desde el inicio de las ondas P (Primarias) hasta el de las ondas S (Secundarias).

M = La magnitud resultante fue en principio arbitraria, pero resulta constante para todos los terremotos que liberan la misma cantidad de energía.

En la figura 2 puede verse cómo se miden todos los valores mencionados.

En el caso particular de la Magnitud Local (Richter original) la relación con la energía liberada se rige por la ecuación:

log E = 11,4 + 1,5 M

Espero que ahora tengan algunos conceptos más claros.

Un abrazo Graciela

P.S.: la foto es gentileza de Paulino y fue tomada luego del sismo de Chile en 2010.

La imagen del sismograma y los datos que se extraen de él es tomada de www.commons.wikimedia.org

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2 comentarios para “¿Qué diferencia hay entre las escalas de intensidad y magnitud sísmica?”