Locos por la Geología

Entradas con la etiqueta ‘Sismos’

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?

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.

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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Extraído del libro para niños Historias de los señores Moc y Poc.

Los señores Moc y Poc son amigos desde la infancia.
Cuando eran pequeños creían que los ruidos de un terremoto (en verdad ellos nunca habían vivido uno, pero se lo imaginaban como truenos muy fuertes) los producía un señor que estaba dentro de la montaña sacudiendo una lata con una piedra.
De grandes supieron la verdad y desde entonces se preguntan qué será de la vida del señor encargado de los ruidos de los terremotos, ahora que ya saben que no es él quien los produce.

Como pueden observar, este post está dentro de la etiqueta Glosario geológico, es decir que hoy me voy a ocupar de enumerar simplemente los significados de cada una de esas palabras que muchas veces se confunden entre sí, y a veces se emplean de manera equivocada, sobre todo por parte de la prensa no especializada.

Más adelante, hablaremos en detalle de cada uno de esos términos, a medida que avancemos en el conocimiento de los sismos, terreno en el que lentamente estamos caminando.

¿Qué es un sismoscopio?

La palabra deriva del griego, Σεισμός= seismo, que a su vez deriva de seieín, que quiere decir sacudir, y de σκοπειν= skopein, observar. Se trata pues de un diseño, ingenio o aparato que permite detectar la ocurrencia de un sismo. Sólo indica que tal movimiento tuvo lugar, pero no deja un registro de su desarrollo.

Por ese motivo, el término ya casi no se usa porque los científicos desechan algo tan rudimentario. De hecho, fueron los antecesores de los sismógrafos, y algunos se remontan a miles de años atrás. Los chinos, en particular generaron algunos tan pintorescos e ingeniosos que volveremos a ellos en numerosos posts, para describirlos uno por uno, porque dan mucha tela para cortar.

Si bien como dije más arriba los profesionales los consideramos elementos de museo, también puede decirse que sin quererlo, numerosísimos elementos de la vida cotidiana, y aun algunos seres vivos, muchas veces cumplen sin proponérselo las funciones de inesperados sismoscopios.

Ya que la función de un sismoscopio no es otra que delatar la ocurrencia del terremoto, casi cualquier objeto que se encuentre en equilibrio inestable se caerá ante un movimiento telúrico, y en ausencia de otra causa eficiente, con esa caída estará indicando que ha habido un sismo.

Otro tanto sucederá si en ausencia de corrientes de aire que lo justifiquen, comienzan a sonar los llamadores de ángeles, o a sacudirse los móviles que penden sobre el moisés de un bebé.

La inquietud sin razón aparente de las mascotas, animales de granja, y también silvestres, puede obedecer a un sismo, y estaría cumpliendo las mismas funciones que un verdadero sismoscopio.

¿Qué es un sismógrafo?

Etimológicamente deriva de la misma raíz griega más la terminación γραφειν= grafein, que quiere decir escribir. Esto indica que a diferencia del sismoscopio, su tarea no se reduce a la detección, sino también al registro, lo cual implica un innegable avance, razón por la cual son los aparatos que se usan actualmente, después de numerosas modificaciones acontecidas a lo largo de los siglos.
Los principios básicos son muy sencillos, tanto que en algún post también serán explicitados, ya van a ver. Casos particulares de sismógrafos son diseñados para la prospección de petróleo y geofísica en general, llamándose en esos casos geófonos, algunos de los cuales son tan sensibles que podrían registrar el malambo de un cascarudo, si ocurriera lo bastante cerca. Pero esa historia vendrá más adelante, ahora sigamos con el tema de hoy.

¿Qué son los sismogramas?

Siempre desde la misma palabra original griega se deriva, con el agregado del vocablo γραμμα = gramma que significa mensaje escrito, de donde podemos deducir que los sismogramas no son otra cosa que el resultado impreso por los sismógrafos.
Se parecen bastante a los electrocardiogramas, o a los encéfalogramas, aunque le están «tomando el pulso» a la tierra, no a la gente.

¿Qué son las isosistas?

El término procede de ισοσ=igual, también en griego, y la derivación de la misma palabra sismo que ya conocemos.
En este caso se trata de líneas imaginarias (que sobre los mapas se convierten en reales) que unen puntos en el terreno donde la intensidad sísmica es la misma. Sobre intensidad tenemos todavía bastante que conversar en otros posts, pero podemos ir adelantando algunas cosas.
Por ejemplo, si nos encontráramos ante una tierra homogénea, con rocas de igual coherencia y composición, etc., cabría esperar que las isosistas fueran circunferencias concéntricas en el epicentro, y de valor decreciente a partir de él hacia afuera, tal como se ve en la figura 1, Pero no es así en la realidad, porque las múltiples diferencias entre los terrenos que son atravesados por las ondas sísmicas a lo largo de su trayectoria definen innumerables deformaciones en los trazos, según los puntos en que la manifestación del terremoto y sus consecuencias aumentan o disminuyen.

En la figura 2, ven un mapa real, con isosistas reales de un sismo en Perú. Ese mapa ha sido tomado del trabajo de Valdivia Polanco (2002)
El sismograma que ilustra el post lo he tomado de este lugar de la red

Espero que les haya gustado, y si ése es el caso y llevan algo a su blog o a la red social, por favor, mencionen la fuente, como hago yo misma. Gracias y un beso Graciela.

Bibliografía mencionada:

Valdivia Polanco, I.A 2002. Cálculo de la relación intensidad-atenuación a partir de las isosistas de sismos de subducción ocurridos en Perú. Compendio de Trabajos de investigación. CNDG Biblioteca. Instituto Geofísico del Perú. Volumen 3, 2002, pp 37-41.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Hace muchos años, en una madrugada de lluvia cuando mis niños eran bebés, y mientras yo hablaba por teléfono con su padre- médico de guardia en una clínica- se produjo un sismo en las Sierras de Córdoba, que no tuvo suficiente entidad como para que todos pudieran sentirlo.

Yo fui una de las personas que lo percibió, y lo comenté durante la conversación, cosa que mi interlocutor no tuvo mejor ocurrencia que contarle a las enfermeras, a lo que una de ellas replicó, muy suelta de cuerpo, como si dijera una gran verdad:

-Dígale a su señora, Doctor, que siendo universitaria debería saber que cuando llueve no puede haber terremotos….

Las barbaridades que hay que oír, ¿no?

Espero que pasen un buen fin de semana. Un abrazo, Graciela

Como este post es una segunda parte, es obvio, que deberían ir primero a leer la anterior, pero si no quieren, no puedo obligarlos 😀

Como quiera que sea, ahora debemos comenzar a hablar desde el punto en que quedamos el lunes pasado, es decir, en primer lugar sobre los efectos que resultan relativamente efímeros, pese a su espectacularidad.

¿Cuáles son los efectos sísmicos que se perciben en el terreno, pero que no dejan huellas?

Probablemente los más conocidos de esos efectos son los ruidos acompañantes, cuya intensidad varía desde un rumor sordo y aparentemente distante, hasta un estruendo asimilable al de un tren rodando subterráneamente.

Esos sonidos, a los que algunos autores españoles denominaron rombos o retumbos pueden producirse segundos antes de la sacudida principal, o bien pueden acompañar a todo el evento, y a veces hasta prolongarse cuando ya ha culminado el sismo.

Sus características, y hasta el mismo hecho de que se produzcan o no, dependen de factores como el tipo de terreno involucrado, la profundidad y magnitud del terremoto, y las infraestructuras afectadas.

Se producen fundamentalmente por los rozamientos entre rocas que se están deformando o fracturando, o bien por flujos de magmas bajo la superficie, cuando se trata de terremotos volcánicos.

Otro efecto visible, pero que no necesariamente deja un registro tras de sí, es el movimiento mismo del suelo, que puede ser tanto ondulatorio, como de ascenso y descenso, según la posición relativa y la distancia al hipocentro, dirección de avance de las ondas, etc.

Les incluyo un parrafito de una descripción clásica del terremoto de Assam (India) de 1950, realizada por el capitán Kingdon-Ward, según la traducción que se lee en Branson et al. (1964)

Repentinamente, tras un temblor muy desvaído…se produjo un ruido espantoso y la tierra comenzó a vibrar violentamente. Me puse en pie de un salto y salí de la tienda. Observé claramente entonces cómo en la línea que limitaba el paisaje (visible sobre el fondo del cielo estrellado) todas las crestas y todos los árboles, profusamente ramificados, parecieron moverse de arriba abajo;…las firmes colinas se vieron sometidas a una fuerza que las sacudía como un terrier sacude a una rata…

Son estas ondulaciones del terreno las que hacen a veces tan imposible a los habitantes de las zonas afectadas mantenerse en pie, y una razón más para recomendar la permanencia en el lugar en que el sismo los encuentre, hasta que la marcha sea relativamente segura.

Es también común que algunos objetos, como rocas sueltas, se desplacen desde centímetros a metros, y que se escuchen tañidos de campanas. Esto no tiene nada de mágico, sino que responde a una razón física que explicaré en otro post.

Algunos fenómenos acompañantes que pueden o no, según distintas circunstancias, dejar huellas reconocibles, son sumamente llamativos, como la producción de surtidores naturales de agua, que es expulsada hacia afuera desde el suelo, cuando los reservorios subterráneos ven alteradas sus condiciones de confinamiento por las rupturas profundas. La proyección al exterior puede llegar a alcanzar algunos metros de altura durante el evento.

Por las mismas razones, también pueden producirse emanaciones de gas, y hasta expulsiones violentas de arenas y sedimentos sueltos y /o fangosos.

¿Cuáles son los efectos geológicos y topográficos permanentes?

Tal vez deberíamos decir duraderos, más que permanentes, porque ya estarán viendo que en Geología pocas cosas son permanentes en realidad.

Pero como sea, aquí existe una gran variedad de resultados dependientes de las condiciones geológicas y de la magnitud del sismo, así como de la profundidad del mismo, y la distancia al epicentro de cada zona afectada.

Fenómenos comunes son: las grietas, tal como la que se ve en la foto, que como bien pueden observar, una vez producida permanece abierta, con lo cual desmentimos también esa fantasía popular prohijada por muchas películas, en las que una grieta se traga a alguien y luego se cierra.

Sólo a lo largo de la evolución posterior del paisaje, esta grieta puede ser rellenada, pero no hay tal cosa como una boca que se abre y se cierra como masticando a la gente, 😀

En casos de sismos de gran magnitud, se pueden observar desplazamientos a lo largo de fallas, cambios de inclinación y aun de configuración del terreno, desvío de corrientes fluviales, deformaciones de estratos, avalanchas de rocas, ya sea porque cambia la inclinación del terreno, o porque la vibración sísmica actúa como disparador del movimiento en laderas inestables; derrumbes, hundimientos, etc.

Más arriba mencionamos cambios subterráneos que provocaban emanaciones de fluidos mientras duraba el evento; esas mismas alteraciones a veces generan una variación duradera en la profundidad de las napas, que en algunos casos pueden llegar hasta a aflorar, y/o cambiar el carácter de los pozos de surgentes a no surgentes o viceversa.

Muchos de estos fenómenos serán motivo de análisis en futuros posts.

¿Cuáles son los efectos sobre las construcciones?

Prácticamente los mismos que señalamos para los cuerpos naturales, pueden producirse también en las urbanizaciones, es decir, grietas, rupturas, derrumbes, hundimientos, deformaciones, desplazamientos, en este caso de vías férreas, caminos, puentes, etc.

Pero con posterioridad al evento mismo, pueden ocurrir otras complicaciones tales como los incendios, por la afectación de los gasoductos. Estos incendios suelen ser difíciles de combatir porque además las cañerías pueden verse afectadas, y los desplazamientos de los vehículos pueden complicarse en calles obstaculizadas.

Para que no les quede una visión apocalíptica, les recuerdo que existe una tecnología de la que también hablaremos más adelante, que pone a disposición de los urbanizadores algunas estrategias para minimizar los daños.

Esas construcciones suelen ser llamadas antisísmicas, lo cual es un error conceptual, porque nada evitará el sismo, como parece indicar el prefijo anti. El nombre más pertinente es en cambio construcción o infraestructura «sismorresistente», pero eso ya se escapa de nuestro tema de la fecha.

Les aclaro que todos estos efectos que les he comentado no tienen por objeto darles tema para que asusten a sus hijos si no toman la sopa, sino que serán el basamento necesario para definir más adelante algunas de las escalas de medición de los terremotos.

Ojalá les haya interesado lo suficiente como para que nos veamos el miércoles, con otros aspectos de la geología.

Bibliografía:

Branson, C.; Tarr, W.; Keller, W.1964. Elementos de Geología. Ed. Aguilar. España. 653 pp.

Kingdon-Ward, F. 1950. Notes on the Assam Earthquake. Nature, vol.167, pp130-131. (según traducción en Branson et al. 1964).

P.S.: La foto que ilustra el post me fue enviada desde Chile por mi amigo y lector Paulino, luego del terrible sismo de febrero de 2010. Aprovecho para agradecer su gentileza.

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente porque esta página está registrada con IBSN 04-10-1952-01.

Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.