Origen de un sismo y ondas sísmicas
El 27 de febrero de 2010 la tierra se movió con fuerza en el centro-sur de Chile, y en pocos minutos todo el país supo que había ocurrido un sismo de gran magnitud. Sin embargo, en cada ciudad se sintió distinto: en unas se cayeron objetos y en otras apenas se movieron las lámparas. ¿Cómo puede ser que un solo sismo se sienta tan diferente según dónde estés? En este apartado lo vas a descubrir.
Dónde se origina un sismo
Un sismo ocurre cuando las rocas del interior de la Tierra, que llevan mucho tiempo acumulando tensión, se rompen o se deslizan de golpe. En Chile esto pasa sobre todo porque la placa de Nazca se hunde bajo la placa Sudamericana. Al romperse, las rocas liberan energía que se propaga en todas direcciones como ondas.
Hay dos puntos clave:
Piensa en una piedra que cae al agua: el punto donde cae es el hipocentro y el punto de la superficie justo sobre él es el epicentro. Por eso el epicentro es el lugar donde, en general, el sismo se siente con más fuerza.
Define con tus palabras los conceptos de hipocentro y de epicentro de un sismo. Indica además cuál de los dos está en la superficie terrestre y cuál en el interior de la…
Define con tus palabras los conceptos de hipocentro y de epicentro de un sismo. Indica además cuál de los dos está en la superficie terrestre y cuál en el interior de la Tierra.
Magnitud e intensidad
Después de un sismo se oyen dos preguntas: «¿de cuánto fue?» y «¿cuánto se sintió?». Son cosas distintas.
| Magnitud | Intensidad | |
|---|---|---|
| Qué mide | La energía liberada en el sismo | Los efectos que se perciben en un lugar |
| Cómo se determina | Con los registros de sismógrafos | Con lo observado: daños, objetos que caen, lo que sienten las personas |
| Escala | Magnitud de momento (Mw), con números como 6,0 u 8,8 | Mercalli modificada, con números romanos de I a XII |
| Cuántos valores tiene un sismo | Uno | Muchos, uno por lugar |
El terremoto de Valdivia de 1960 tuvo una magnitud Mw de 9,5, la más alta registrada en el mundo. El del Maule, en 2010, tuvo Mw 8,8.
La intensidad cambia con la distancia al epicentro, con el tipo de suelo (un suelo blando amplifica el movimiento) y con la calidad de las construcciones. Por eso un mismo sismo puede ser de intensidad VIII en una ciudad y IV en otra.
La magnitud crece muy rápido
En la escala de magnitud, subir una unidad significa que la energía liberada es unas 32 veces mayor. Subir dos unidades multiplica la energía por $32 \cdot 32$.
Un sismógrafo registra un sismo y una escala entrega un número. Explica la diferencia entre magnitud e intensidad de un sismo, indicando qué mide cada una y con qué…
Un sismógrafo registra un sismo y una escala entrega un número. Explica la diferencia entre magnitud e intensidad de un sismo, indicando qué mide cada una y con qué instrumento o criterio se determina.
Después de un sismo en la zona central de Chile, en Valparaíso las personas sintieron un movimiento fuerte y cayeron objetos de los estantes, mientras que en Santiago el…
Después de un sismo en la zona central de Chile, en Valparaíso las personas sintieron un movimiento fuerte y cayeron objetos de los estantes, mientras que en Santiago el movimiento fue moderado y casi no cayeron objetos. El sismo fue uno solo.
- a) ¿Cuántos valores de magnitud tiene este sismo? Justifica.
- b) ¿Por qué la intensidad fue distinta en las dos ciudades?
En la escala de magnitud de momento, un aumento de una unidad equivale a que la energía liberada es unas $32$ veces mayor. Un sismo tuvo magnitud $6{,}0$ y otro, en la…
En la escala de magnitud de momento, un aumento de una unidad equivale a que la energía liberada es unas $32$ veces mayor. Un sismo tuvo magnitud $6{,}0$ y otro, en la zona norte, magnitud $8{,}0$.
- a) ¿Cuántas unidades de magnitud los separan?
- b) Estima cuántas veces mayor es la energía liberada por el segundo sismo, expresando el resultado como producto de factores iguales.
- c) Explica por qué no basta con decir que "es un poco más grande" al comparar magnitudes.
Ondas P, S y superficiales
La energía del sismo sale del hipocentro como ondas que hacen vibrar el suelo. Hay tres tipos.
-
Ondas P (primarias). Son longitudinales: las partículas vibran en la misma dirección en que avanza la onda, comprimiendo y estirando el material. Son las más rápidas y las primeras en llegar. Atraviesan sólidos y líquidos.
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Ondas S (secundarias). Son transversales: las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de avance. Son más lentas que las P y llegan después. Solo viajan por sólidos.
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Ondas superficiales. Viajan solo por la superficie y combinan movimientos longitudinales y transversales, algo parecido a las olas del mar. Son las más lentas, pero tienen la mayor amplitud y causan la mayor parte de los daños.
Las ondas sísmicas se clasifican en primarias (P), secundarias (S) y superficiales. Escribe, para cada tipo, si en la propagación las partículas del medio vibran en la…
Las ondas sísmicas se clasifican en primarias (P), secundarias (S) y superficiales. Escribe, para cada tipo, si en la propagación las partículas del medio vibran en la misma dirección en que avanza la onda o perpendicularmente a ella.
El sismógrafo y el sismograma
Un sismógrafo es un instrumento que detecta el movimiento del suelo y lo dibuja en un registro llamado sismograma. Cuando llegan las ondas, la línea se mueve: primero con vibraciones pequeñas (P), luego más grandes (S) y por último las mayores y más lentas (superficiales).
La amplitud del registro se relaciona con la energía de la onda. Cuanto más lejos del epicentro, más se reparte la energía y menor es la amplitud que se registra.
Un sismógrafo registra tres grupos de señales: primero un temblor pequeño y rápido, después uno de mayor amplitud, y al final uno de gran amplitud y más lento, que es el…
Un sismógrafo registra tres grupos de señales: primero un temblor pequeño y rápido, después uno de mayor amplitud, y al final uno de gran amplitud y más lento, que es el que produce los mayores daños en superficie.
- a) Asocia cada grupo de señales con un tipo de onda sísmica y justifica con la velocidad y el tipo de vibración.
- b) Un ingeniero afirma: "Si un edificio resiste la onda P, resiste el sismo completo". Argumenta por qué esta afirmación es incorrecta.
- c) Explica qué ocurre con la amplitud registrada si la estación se aleja del epicentro, y relaciónalo con la energía de la onda.
Localizar el epicentro
P y S salen juntas del hipocentro, pero P viaja más rápido. Cuanto más lejos está la estación, más tiempo han tenido para separarse. Entonces la diferencia de tiempo S–P indica la distancia al epicentro: a mayor diferencia, más lejos.
Para calcular tiempos usamos la rapidez de propagación:
$$t = \frac{d}{v}$$Con una sola estación sabes a qué distancia está el epicentro, pero no en qué dirección: puede estar en cualquier punto de una circunferencia alrededor de la estación. Con tres estaciones se dibujan tres circunferencias y el epicentro queda donde se cortan.
Una estación sismológica registra las ondas P a una velocidad de $8$ km/s y las ondas S a $4{,}5$ km/s, ambas en el mismo tramo de roca. El epicentro está a $360$ km de…
Una estación sismológica registra las ondas P a una velocidad de $8$ km/s y las ondas S a $4{,}5$ km/s, ambas en el mismo tramo de roca. El epicentro está a $360$ km de la estación y supón que ambas ondas recorren esa distancia en línea recta.
- a) Calcula el tiempo que tarda en llegar cada tipo de onda.
- b) ¿Cuántos segundos después de la onda P llega la onda S? Redondea a un decimal.
Tres estaciones sismológicas, ubicadas en La Serena, Santiago y Concepción, registraron el mismo sismo. En cada una se midió la diferencia de tiempo entre la llegada de…
Tres estaciones sismológicas, ubicadas en La Serena, Santiago y Concepción, registraron el mismo sismo. En cada una se midió la diferencia de tiempo entre la llegada de la onda P y la de la onda S: en La Serena fue de $20$ s, en Santiago de $35$ s y en Concepción de $50$ s.
- a) ¿Qué estación estaba más cerca del epicentro? Justifica con el modelo ondulatorio, considerando que P viaja más rápido que S.
- b) Explica por qué con los datos de una sola estación se conoce la distancia al epicentro, pero no su ubicación exacta, y qué aportan las otras dos estaciones.
Vuelve al principio: un solo sismo tiene una única magnitud, pero cada ciudad tiene su propia intensidad, porque depende de la distancia al epicentro, del tipo de suelo y de las construcciones.