LA SISMOLOGÍA .-
Efectos en la costa.
La llegada de un tsunami a las costas se manifiesta por un cambio anómalo en el nivel del mar, generalmente se presenta un aumento o recogimiento previo de las aguas; esta última situación suele dejar descubiertas grandes extensiones del fondo marino. Posteriormente, se produce una sucesión rápida y acentuada de ascensos y descensos del nivel de las aguas, cuya altura puede variar entre uno y cuatro metros; sin embargo, se han registrado casos puntuales en que las olas alcanzaron alturas superiores a los
Secuencia que muestra el estacionamiento del acuarium de Japón, antes, durante y después del tsunami de 1983.
Tsunami de Japón 2011
La ola de un tsunami acumula gran cantidad de energía; cuando llega a la línea costera, esta ola avanza sobre la tierra alcanzando alturas importantes sobre el nivel medio del mar. La ola y el flujo que le sigue, cuando encuentran un obstáculo descargan su energía impactando con gran fuerza. La dinámica de un tsunami en tierra es bastante compleja y normalmente no predecible; esto se debe a que influyen factores muy diversos como son: el período, la altura de la ola, la topografía submarina y terrestre determinando daños de diversa intensidad.
Los efectos de un tsunami son diferentes dependiendo de la duración del período. Con corto período, la ola llega a tierra con una fuerte corriente, y con período largo, se produce una inundación lenta con poca corriente. Por otra parte, mientras mayor sea la altura de la ola, mayor es la energía acumulada; por lo tanto, y dependiendo de la pendiente y morfología del terreno, mayor será la extensión de las áreas inundadas. Al respecto, estudios japoneses han determinado que mientras menor es la pendiente de la ola (razón entre la altura y la longitud de onda) mayor será la altura máxima de inundación.
Por otra parte, las variaciones en las formas y las pendientes de la batimetría submarina cercana a la línea de costa influye directamente en el potencial de energía del tsunami, ocurriendo amplificación o atenuación de las ondas.
Así, una costa en peldaños que tenga una plataforma continental escalonada con bruscos cambios de pendiente, hará que la onda de tsunami pierda gradualmente su energía cinética y por tanto potencial, lo anterior debido a los choques sucesivos de la masa de agua con el fondo marino. Las olas van disipando su energía en las paredes con los cambios bruscos de profundidad.
En tanto, una costa con topografía de pendientes suaves en forma de rampas en que la plataforma continental penetra suavemente en el mar, permitirá que la energía del tsunami sea transmitida en su totalidad, y por lo tanto, se incrementa el poder destructivo del mismo. Estas son costas de alto riesgo con olas de gran altura que producen inundación. En este caso la pérdida de energía es sólo por roce.
En las bahías puede haber reflexión en los bordes de las costas; en este caso si el período es igual (o múltiplo entero) al tiempo que demora en recorrer la bahía, al llegar la segunda ola puede verse reforzada con un remanente de la primera y aumentar la energía al interior de la bahía, este es el fenómeno de resonancia. Esta condición puede producir la amplificación de las alturas del tsunami al interior de una bahía como ocurre en la bahía de Concepción (SHOA, 1995).
La figura complementaria muestra la forma rectangular de la bahía con 14, 6 kilómetros de largo por 11,7 kilómetros de ancho, con una profundidad media de 25 metros. En 25 metros de profundidad la velocidad del tsunami es de 15,6 m/segundos o bien 56,3 km/hora, lo que significa que este recorre el largo de la bahía en 15,5 minutos y el ancho en 12,5 segundos.
La topografía de las tierras emergidas influye directamente en la penetración del tsunami en superficie. Cuando la pendiente es relativamente fuerte la extensión de la zona inundada no es significativa, en cambio, cuando el terreno es plano o con escasa pendiente, la penetración puede abarcar kilómetros tierras adentro.
Medición de los terremotos
Se realiza a través de un instrumento llamado sismógrafo, el que registra en un papel la vibración de la Tierra producida por el sismo (sismograma). Nos informa la magnitud y la duración.
Este instrumento registra dos tipos de ondas: las superficiales, que viajan a través de la superficie terrestre y que producen la mayor vibración de ésta ( y probablemente el mayor daño) y las centrales o corporales, que viajan a través de la Tierra desde su profundidad.
Escalas
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 fueron basadas 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 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 cosique 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
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)
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 intensidad negativa, lo que corresponderá a leves movimientos de baja liberación de energía. Intensidad o Escala de Mercalli
(Modificada en 1931 por Harry O. Wood y Frank Neuman)
Se expresa en números romanos. Esta escala es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el doble de II, por ejemplo. Es una escala subjetiva, para cuya medición se recurre a encuestas, referencias periodísticas, etc. Permite el estudio de los terremotos históricos, así como los daños de los mismos. Cada localización tendrá una Intensidad distinta para un determinado terremoto, mientras que la Magnitud era única para dicho sismo.
I. Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables.
II. Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.
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 vehículopesado. Duración estimable.
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 vehíuclo pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor estacionados se balancean claramente.
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.
VI. Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplacados o daño en chimeneas. Daños ligeros.
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 proyectadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por las personas conduciendo vehículos en movimiento.
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 aguade los pozos. Pérdida de control en la personas que guían vehículos motorizados.
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.
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.
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.
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.
Hoy en día se suele emplear la escala MSK, basada en la anterior, con algunos matices.
Escala sismológica de Magnitud de Momento
La Escala sismológica de magnitud de momento es una escala logarítmica usada para medir y comparar seísmos. Está basada en la medición de la energía total que se libera en un terremoto. Fue introducida en 1979 por Thomas C. Hanks y Hiroo Kanamori como la sucesora de la escala de Richter.
Escala Medvedev-Sponheuer-Karnik
También conocida como escala MSK o MSK-64, es una escala de intensidad macrosísmica usada para evaluar la fuerza de los movimientos de tierra basándose en los efectos destructivos en las construcciones humanas y en el cambio de aspecto del terreno, así como en el grado de afectación entre la población. Tiene doce grados de intensidad, siendo el más bajo el número uno, y expresados en números romanos para evitar el uso de decimales.
Tsunamis más importantes de la Historia
Se conservan muchas descripciones de olas catastróficas en la Antigüedad, especialmente en la zona mediterránea.
Isla Santorini (1650 a. C.)
Algunos autores afirman que el mito de la Atlántida está basado en la dramática desaparición de la Civilización Minoica que habitaba en Creta en el siglo XVI a. C. Según esta hipótesis, las olas que generó la explosión de la isla volcánica de Santorini destruyeron al completo la ciudad de Teras, que se situaba en ella y que era el principal puerto comercial de los minoicos. Dichas olas habrían llegado a Creta con 100 o 150 m de altura, asolando puertos importantes de la costa norte de la isla, como los de Cnosos. Supuestamente, gran parte de su flota quedó destruida y sus cultivos malogrados por el agua de mar y la nube de cenizas. Los años de hambruna que siguieron debilitaron al gobierno central, y la repentina debilidad de los antaño poderosos cretenses los dejó a merced de las invasiones. La explosión de Santorini pudo ser muy superior a la del Krakatoa.
Krakatoa (1883)
En 27 de agosto de 1883 a las diez y cinco (hora local),la descomunal explosión del Krakatoa, que hizo desaparecer al citado volcán junto con aproximadamente el 45% de la isla que lo albergaba, produjo una ola de entre 15 y 35 metros de altura, según las zonas, que acabó con la vida de aproximadamente 20.000 personas.
La unión de magma oscuro con magma claro en el centro del volcán fue lo que originó dicha explosión. Pero no sólo las olas mataron ese día. Enormes coladas piroclásticas viajaron incluso sobre el fondo marino y emergieron en las costas más cercanas de Java y Sumatra, haciendo hervir el agua y arrasando todo lo que encontraban a su paso. Asimismo, la explosión emitió a la estratosfera gran cantidad de aerosoles, que provocaron una bajada global de las temperaturas. Además, hubo una serie de erupciones que volvieron a formar un volcán, que recibió el nombre de Anak Krakatoa, es decir, ‘el hijo del Krakatoa’. Energía de los Terremotos
Una buena manera de imaginarse la energía disipada por un terremoto según la escala de Ritcher es comparalo con la energía de la detotación de TNT. Notar que por cada grado que aumenta la magnitud, la energía aumenta hasta 30 veces.
Magnitud Ritcher Equivalencia en TNT Ejemplo
-1.5 1 gr Romper una piedra
1.0 6 onz barreno pequeño
1.5 2 libras
2.0 13 libras
2.5 63 libras
3.0 397 libras
3.5 1000 libras Mina
4.0 6 tn
4.5 32 tn Tornado
5.0 199 tn
5.5 500 tn Terremotos
6.0 1270 tn
6.5 31550 tn
7.0 199000 tn
7.5 1 Megatón
8.0 3.27 Megatones
8.5 31.55 Megatones
9.0 200 Megatones
10.0 6300 Megatones Falla de San Andrés
12.0 1 Gigatón Romper la tierra en 2 o Energía solar diarimente recibida.
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