Métodos geofísicos - sismología
Introducción
Objetivo: Con los métodos geofísicos se puede investigar zonas sin acceso para el ser humano, como el interior de la tierra. En la búsqueda de yacimientos metalíferos (prospección, exploración) este métodos geofísicos pueden dar informaciones sin hacer una perforación de altos costos. Existen varios métodos geofísicos los cuales aprovechan propiedades físicas de las rocas. Pero todos los métodos geofísicos dan solamente informaciones indirectas, es decir nunca sale una muestra de una roca. Los resultados de investigaciones geofísicas son hojas de datos (números) que esperan a una interpretación.
Los métodos más usados:
a) Sismología
b) Gravimetría
c) Magnetometría
d) Geoelectricidad
2. La sismología
Mayor información véase: Apuntes Exploración Mineras: Sismología
Apuntes Geología General: Terremotos
2.1 Métodos sísmicos de exploración
Los métodos de exploración sísmicos se basan en la generación de ondas sísmicas por ejemplo por medio de una explosión o por medio de un rompedor de caída. Las ondas sísmicas son ondas mecánicas y elásticas, pues que las ondas sísmicas causan deformaciones no permanentes en el medio, en que se propagan. La deformación se constituye de una alternancia de compresión y de dilatación de tal manera que las partículas del medio se acercan y se alejan respondiendo a las fuerzas asociadas con las ondas, como por ejemplo en un elástico extendido. Su propagación se describe por la ecuación de ondas.
2.2 Tipos de ondas sísmicas:
Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como Love o Rayleigh. Las Ondas de compresión son las más rápidas por eso se llaman ondas primarias (ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un poco más tarde a la estación (Ondas secundarias u ondas P). Las diferencias en las velocidades se usa en la medición de temblores y terremotos. La diferencia entre la llegada de la onda "p" y de la onda "s" (delta t) corresponde a la distancia del foco. (delta t es grande, sí el foco es muy lejano, porque la onda p se propaga más rápido).
ANIMACIÓN
2.2.1 Ondas "p" u ondas longitudinales u ondas de compresión
Las partículas de una onda p, longitudinal o de compresión oscilan en la dirección de propagación de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. Las ondas p son más rápidas que las ondas s o es decir después un temblor en un observatorio primeramente llegan las ondas p, secundariamente las ondas s.
2.2.2 Ondas "s" u ondas transversales u ondas de cizalla
Las partículas de una onda s, transversal o de cizalla oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación. Se distingue las ondas sh, cuyas partículas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la dirección de propagación, y las ondas sv, cuyas partículas oscilan en el plano vertical y perpendicular a la dirección de propagación. En las ondas s polarizadas sus partículas oscilan en un único plano perpendicular a su dirección de propagación.
2.2.3 Ondas de Rayleigh
Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseñando matemáticamente el movimiento de ondas planas en un espacio seminfinito elástico.
Las ondas de Rayleigh causan un movimiento rodante parecido a las ondas del mar y sus partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical, que pasa por la dirección de propagación. En la superficie el movimiento de las partículas es retrógrado con respecto al avance de las ondas. La velocidad de las ondas Rayleigh (vRayleigh) es menor que la velocidad de las ondas s (transversales) y es aproximadamente vRayleigh = 0,9 x Vs, según DOBRIN (1988).
2.2.4 Ondas de Love
Love (1911) descubrió la onda superficial, que lleva su nombre estudiando el efecto de vibraciones elásticas a una capa superficial.
Las ondas de Love requieren la existencia de una capa superficial de menor velocidad en comparación a las formaciones subyacentes o es decir un gradiente de velocidad positivo (velocidad se incrementa) con la profundidad. Las ondas de Love son ondas de cizalla, que oscilan solo en el plano horizontal, es decir las ondas de Love son ondas de cizalla horizontalmente polarizadas.
2.3 Comportamiento de las ondas sísmicas en las rocas
Los parámetros característicos de las rocas, que se determina con los métodos sísmicos son la velocidad de las ondas p y s, el coeficiente de reflexión, la densidad. Propiedades de las rocas, que influyen estos parámetros son:
a) Petrografía, contenido en minerales.
b) Estado de compacidad.
c) Porosidad = porcentaje o proporción de espacio vacío (poros) en una roca.
d) Relleno del espació vacío o es decir de los poros.
e) Textura y estructura de la roca.
f) Temperatura.
g) Presión.
Una variación en una de estas propiedades de la roca puede ser relacionada por ejemplo con un límite entre dos estratos litológicos, con una falla o una zona de fallas, con un cambio en el relleno del espacio poroso de la roca.
Tabla: Las velocidades de las ondas en diferentes medios:
Objetivo: Con los métodos geofísicos se puede investigar zonas sin acceso para el ser humano, como el interior de la tierra. En la búsqueda de yacimientos metalíferos (prospección, exploración) este métodos geofísicos pueden dar informaciones sin hacer una perforación de altos costos. Existen varios métodos geofísicos los cuales aprovechan propiedades físicas de las rocas. Pero todos los métodos geofísicos dan solamente informaciones indirectas, es decir nunca sale una muestra de una roca. Los resultados de investigaciones geofísicas son hojas de datos (números) que esperan a una interpretación.
Los métodos más usados:
a) Sismología
b) Gravimetría
c) Magnetometría
d) Geoelectricidad
2. La sismología
Mayor información véase: Apuntes Exploración Mineras: Sismología
Apuntes Geología General: Terremotos
2.1 Métodos sísmicos de exploración
Los métodos de exploración sísmicos se basan en la generación de ondas sísmicas por ejemplo por medio de una explosión o por medio de un rompedor de caída. Las ondas sísmicas son ondas mecánicas y elásticas, pues que las ondas sísmicas causan deformaciones no permanentes en el medio, en que se propagan. La deformación se constituye de una alternancia de compresión y de dilatación de tal manera que las partículas del medio se acercan y se alejan respondiendo a las fuerzas asociadas con las ondas, como por ejemplo en un elástico extendido. Su propagación se describe por la ecuación de ondas.
2.2 Tipos de ondas sísmicas:
Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como Love o Rayleigh. Las Ondas de compresión son las más rápidas por eso se llaman ondas primarias (ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un poco más tarde a la estación (Ondas secundarias u ondas P). Las diferencias en las velocidades se usa en la medición de temblores y terremotos. La diferencia entre la llegada de la onda "p" y de la onda "s" (delta t) corresponde a la distancia del foco. (delta t es grande, sí el foco es muy lejano, porque la onda p se propaga más rápido).
ANIMACIÓN2.2.1 Ondas "p" u ondas longitudinales u ondas de compresión
Las partículas de una onda p, longitudinal o de compresión oscilan en la dirección de propagación de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. Las ondas p son más rápidas que las ondas s o es decir después un temblor en un observatorio primeramente llegan las ondas p, secundariamente las ondas s.
2.2.2 Ondas "s" u ondas transversales u ondas de cizalla
Las partículas de una onda s, transversal o de cizalla oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación. Se distingue las ondas sh, cuyas partículas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la dirección de propagación, y las ondas sv, cuyas partículas oscilan en el plano vertical y perpendicular a la dirección de propagación. En las ondas s polarizadas sus partículas oscilan en un único plano perpendicular a su dirección de propagación.
2.2.3 Ondas de Rayleigh
Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseñando matemáticamente el movimiento de ondas planas en un espacio seminfinito elástico.
Las ondas de Rayleigh causan un movimiento rodante parecido a las ondas del mar y sus partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical, que pasa por la dirección de propagación. En la superficie el movimiento de las partículas es retrógrado con respecto al avance de las ondas. La velocidad de las ondas Rayleigh (vRayleigh) es menor que la velocidad de las ondas s (transversales) y es aproximadamente vRayleigh = 0,9 x Vs, según DOBRIN (1988).
2.2.4 Ondas de Love
Love (1911) descubrió la onda superficial, que lleva su nombre estudiando el efecto de vibraciones elásticas a una capa superficial.
Las ondas de Love requieren la existencia de una capa superficial de menor velocidad en comparación a las formaciones subyacentes o es decir un gradiente de velocidad positivo (velocidad se incrementa) con la profundidad. Las ondas de Love son ondas de cizalla, que oscilan solo en el plano horizontal, es decir las ondas de Love son ondas de cizalla horizontalmente polarizadas.
2.3 Comportamiento de las ondas sísmicas en las rocas
Los parámetros característicos de las rocas, que se determina con los métodos sísmicos son la velocidad de las ondas p y s, el coeficiente de reflexión, la densidad. Propiedades de las rocas, que influyen estos parámetros son:
a) Petrografía, contenido en minerales.
b) Estado de compacidad.
c) Porosidad = porcentaje o proporción de espacio vacío (poros) en una roca.
d) Relleno del espació vacío o es decir de los poros.
e) Textura y estructura de la roca.
f) Temperatura.
g) Presión.
Una variación en una de estas propiedades de la roca puede ser relacionada por ejemplo con un límite entre dos estratos litológicos, con una falla o una zona de fallas, con un cambio en el relleno del espacio poroso de la roca.
Tabla: Las velocidades de las ondas en diferentes medios:
| Tabla: Las velocidades de las ondas en diferentes medios: | ||
| Medio | Velocidad de la onda primaria (vp) en m/ seg. | Velocidad de la onda secundaria (vs) en m/seg. |
| Granito | 5200 | 3000 |
| Basalto | 6400 | 3200 |
| Calizas | 2400 | 1350 |
| Areniscas | 3500 | 2150 |
| www.geovirtual2.cl | ||
 | Comportamiento de las ondas sísmicas en una interfase horizontal entre dos distintos medios litológicos A partir de una fuente de ondas sísmicas situadas en la superficie como un tiro o un peso cayéndose en el suelo se generan distintas ondas de las siguientes características: La onda directa se propaga a partir de la fuente de ondas sísmicas en el medio superior con la velocidad uniforme v1. La onda reflejada se engendra por la reflexión de la onda directa incidente en la interfase entre medio 1 y medio2 y se propaga con la velocidad v1. Una porción de la onda incidente en la interfase entre medio 1 y medio 2 pasa por la interfase y se refracta. La onda refractada se propaga en el segundo medio con la velocidad v2. A través de los datos entregados por las reflexiones sísmicas se puede construir el horizonte de reflexión que corresponde a un cambio de materiales. Por ejemplo diferentes estratos o fallas tectónicas. |
Principalmente se puede detectar con la sismología:
a) Límites de capas
b) Fallas
c) Rellenos de poros (como petróleo)
Que es la sismologia. Es una de las ramas más desarrolladas de la Geofísica que estudia los sismos y los fenómenos relacionados con ellas. SISMO. Es una vibración ú oscilación de la superficie terrestre ocasionada por una perturbación transitoria del equilibrio elástico o gravitacional de las rocas en o bajo la superficie. Un sísmo ó terremoto es el movimiento brusco de la Tierra (con mayúsculas, ya que nos referimos al planeta), causado por la brusca liberación de energía acumulada durante un largo tiempo. En general se asocia el término terremoto con los movimientos sísmicos de dimensión considerable, aunque rigurosamente su etimología significa “movimiento de la Tierra”. HIPOCENTRO O FOCO . – Es el lugar de la corteza terrestre, en el cual se originan los sismos ;también se le denomina Hipocentro. En el Foco se presentan las causas de los sismos y desde ahí se propagan en forma de ondas en todas las direcciones. El Foco se encuentra a diferentes profundidades en el interior de la Tierra; los sismos superficiales son los que se producen hasta los 60 km. de profundidad, los intermedios entre los 60 y 300 kms., y los sismos profundos son aquellos cuyos focos se encuentran sobre mayores profundidades. EPICENTRO o EPIFOCO. – Es la proyección del foco en la superficie terrestre. DISTANCIA EPICENTRAL .- Es la distancia entre la estación sismologica dónde se registra un sismo y el epicentro del mismo. PROFUNDIDAD FOCAL .- Es la distancia vertical entre el foco de un sismo y su epicentro. SISMICIDAD .- Es el grado de incidencia de sismos en una región, siendo la Costa Peruana la zona de mayor sismicidad en nuestro Pais. SISMICIDAD ACTIVA .– Es la zona o región dónde los sismos y temblores se presentan con mayor frecuencia. ESTACION ú OBSERVATORIO SISMOLOGICA .– Es el lugar dónde se instalan los instrumentos de precisión para registrar los movimientos de determinada zona.
La sismología o seismología (del griego seísmos = sismo y logos= estudio) es una rama de la geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas mecánicas (sísmicas) que se generan en el interior y la superficie de la Tierra, así mismo que las placas téctonicas. Estudiar la propagación de las ondas sísmicas, incluye la determinación del hipocentro (o foco), la localización del determinado sismo y el tiempo que este haya durado.
Sus principales objetivos son:
- El estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra a fin de conocer su estructura interna;
- El estudio de las causas que dan origen a los temblores;
- La prevención de daño
- Alertar a la sociedad sobre los posibles daños en la región determinada
La sismología incluye, entre otros fenómenos, el estudio de maremotos y marejadas asociadas (tsunamis) y vibraciones previas a erupciones volcánicas. En general los terremotos se originan en los límites de placas tectónicas y son producto de la acumulación de tensiones por interacciones entre dos o más placas. Las placas tectónicas (placas litosféricas) son una unidad estructural rígida, con un espesor de 100 km aprox., que constituye la capa esférica superficial de la tierra, según la teoría de la tectónica de placas1 (esta teoría explica la particularísima distribución, en zonas alargadas y estrechas, de terremotos, volcanes y cordilleras; así mismo la causa de la deriva continental)2
La interpretación de los sismogramas que se registran al paso de las ondas sísmicas permiten estudiar el interior de la tierra. Existen 3 tipos de ondas sísmicas. Las ondas P y L (son las productoras de Tsunamis) se propagan a través del globo, y las primeras, longitudinales y de comprensión-descomprensión, lo hacen en todos los medios. Las ondas S, transversales a la dirección en que se propagan, sólo se transmiten en medios sólidos3 .
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