Museo Virtual, Geología W.Griem (2017)

Apuntes Geología General

Terremotos, actividad sísmica

Geología General
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Introducción
El epicentro
Intensidades
Richter
El sismógrafo
Terremotos en el mundo
Listado de los desastres
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Beno Gutenberg
(*1889 - 1960)
Geofísico u meteorólogo alemán - norteamericano. Calculó con exactitud el límite entre núcleo y manto. Se juntó con RICHTER en el California Institute of Technology, ambos desarrollaron la escala Gutenberg-Richter - hoy conocida como escala RICHTER.
Véase también sobre el terremoto en Copiapó 1922
Véase historia geología
Gutenberg: Autores de las geociencias

Inglés:
Terremoto: Earthquake

Alemán:
Terremoto: Das Erdbeben

 

Contenido: Introducción / El epicentro / Intensidades / Richter / El sismógrafo / Mundo 


1. Introducción:

Las fuerzas tectónicas en la corteza terrestre producen algunas veces una ruptura repentina de las rocas. Durante este fenómeno salen diferentes ondas sísmicas que pueden dañar edificios y otras construcciones.

Se distinguen tres tipos de terremotos:

Tipos de terremotos
1. A causa de fuerzas tectónicas 
Terremoto tectónico
En algunos sectores del mundo la corteza terrestre sufre fuerzas tectónicas que deforman las rocas. Algunas veces las fuerzas se liberan en una rotura. Estos movimientos tectónicos provocan ondas sísmicas que a la superficie terrestre se siente como temblor. 
2. Por actividad volcánica, antes de la actividad volcánica, explosión de un volcán. La explosión de un volcán puede generar ondas sísmicas.  Igualmente, antes de la expulsión de lava se detectó una mayor actividad sísmica en el sector.
3. Terremotos por hundimiento 
Terremoto por derrumbe
Derrumbes subterráneos generan temblores que se siente fuertemente en los sectores cercanos. Eso ocurre muchas veces donde hay karst o depósitos de sal en la profundidad.
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No todas las regiones del mundo están afectadas por la misma cantidad de terremotos. En general las regiones cerca de un margen continental activo sufren grandes cantidades y intensidades de temblores o terremotos (como Chile, Perú, Japón, Italia, Serbia, Croacia, El oeste de los Estados Unidos y China)
véase: Deriva continental

Factores de la intensidad de los terremotos:
Por ejemplo durante la subducción la placa oceánica se mueve con una velocidad entre 7 a 11 cm por año debajo de la corteza continental. De acuerdo de:
a) velocidad
b) capacidad de deformación elástica de la roca
c) posibles obstáculos que impiden el movimiento

puede ser que las rocas se deforman en forma extrema y por ende la roca vuelve a su estado inicial o se rompe - eso produce movimientos bruscos, se generan ondas sísmicas y finalmente ocurre un terremoto. Entonces rocas con una gran capacidad de una deformación elástica pueden acumular mayor cantidad de energía hasta la liberación. Como ejemplo se puede comparar el fenómeno con una honda: Sí la goma muestra una gran capacidad de deformarse y volver a su estado inicial, la honda acumula mayor cantidad de energía y el objeto puede volar mayor distancia.



2. El foco y el epicentro

El foco o hipocentro del terremoto es el lugar de liberación de la energía. El epicentro la proyección a la superficie.

La distancia del foco de un sismo se refleja en la llegada de las rápidas ondas primarias (ondas p) y de las más lentas ondas secundarias (ondas s). La diferencia del tiempo entre ambos (delta t) es grande sí el foco está lejos. Sí el foco es muy cerca la diferencia temporal entre la llegada de ondas s y p es muy corta. animacion: onda p y s ANIMACIÓN

El epicentro de un terremoto se determina de modo siguiente. En los observatorios se detecta el tiempo de llegada de las ondas p y s, que se propagan con diferentes velocidades, la onda p con la velocidad mayor, la onda s con la velocidad menor. De la diferencia en la llegada de las ondas p y s se puede calcular el tiempo inicial del terremoto (con las velocidades de las ondas conocidas). Para los observatorios más cercanos al epicentro (por lo menos tres) se construye un círculo con radio r = velocidad de la onda p (o "s") ´ tiempo de inicio. Tres de estos círculos se interceptan en un solo punto, que es el epicentro del terremoto.

La mayoría de la energía sísmica se libera en profundidades entre 0 y 70 km (85%), en una profundidad moderada de 70 a 300km se delibera 12% de la energía sísmica, en una profundidad alta entre 300km y 700km se genera solo 3% de la energía sísmica. Terremotos debajo de 720km jamás fueron detectados.



3. Intensidad de un terremoto:

3.1 Escalas relativos (Intensidades):


La intensidad de un terremoto se puede expresar en escalas relativas de intensidad, como la escala de MERCALLI o la escala de ROSSI-FOREL, que se basan en las destrucciones causadas. La escala de MERCALLI fue diseñada en 1902 y modificada en 1956 por Charles RICHTER. Se constituye de los niveles I a XII.

Escala de Rossi-Forel:

Escala de intensidad de sismos según Rossi-Forel:
Intensidad Descripción
I Registrable solamente por instrumentos
II Sentido por pocas personas en reposo
III Sentido por varias personas en reposo
IV Sentido por varias personas en movimiento, desplazamiento de objetos
V Sentido generalmente por todos, movimiento de muebles
VI Despertar general de aquellos que duermen
VII Vuelcos de objetos móviles, caída de partes de muros
VIII Caída de chimeneas, grietas en las paredes de los edificios
IX Destrucción total o parcial de algunos edificios
X Gran desastre, fisuras en la corteza terrestre
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La escala de Mercalli tiene 12 intensidades, pero es muy parecida



3.2 Escalas absolutas miden la magnitud

Escala de Gutenberg - Richter: La escala de Richter (actualmente se usa "escala Richter" aunque los autores son Gutenberg & Richter)  mide la energía durante un terremoto en una forma logarítmica. Este escala no tiene un límite hacia arriba.

La magnitud de un temblor es una medida instrumental de la energía deliberada por un terremoto, que se expresa en una escala absoluta logarítmica introducida por RICHTER (1935) originariamente basándose en los registros de temblores cercanos por medio de un sismógrafo sensible para períodos cortos, el llamativo sismógrafo de WOOD-ANDERSON. La variación grande de la energía en los temblores hace necesario la aplicación de una escala logarítmica. Normalmente la magnitud se estima midiendo las amplitudes, que se producen en la superficie terrestre y que se registran en los observatorios solo situados alrededor del epicentro o de todo el mundo. La forma general de la ecuación empírica para la magnitud M es:

M = log10A/T + F(D,P) + constante, donde
A = amplitud máxima producida en la superficie en micrómetros, se la deduce de los registros del sismógrafo.
T = periodo de la onda en segundos.
F = función empírica de la distancia D expresada en º y de la profundidad P del foco expresada en kilómetros.

Por medio de la escala de RICHTER se cuantifica la energía sísmica liberada por el terremoto. La escala de RICHTER es absoluta y logarítmica basándose en las amplitudes de ondas registradas en la superficie. La escala de RICHTER parte de menos de 0 y siendo abierta hacia arriba.

 

Escala de Gutenberg-Richter o RICHTER
RICHTER valor descripción
- 3 10-3 Los sismógrafos modernos son sensibles para niveles de -3,0.
- 2 10-2  
- 1 10-1  
- 0,5 10-0,5 M = 10-0,5 unidades de energía por ejemplo es la magnitud de energía 
generada por la caída de una roca de 100kg de masa desde una altura de 
10m sobre la superficie terrestre.
1 101  
2 102 Los menores sentados temblores por los seres humanos son del nivel 
2 de la escala de RICHTER
3 103 Muy frecuente en zonas sísmicas alrededor de un evento en un lugar determinado cada dos meses
4 104 En zonas sísmicas relativamente común
5 105 Movimientos relativamente fuertes - dan susto.
6 106 Las personas generalmente corren hacía afuera. No tan frecuente - daños
7 107  
8 108  
8,5 108,5 En 1960 en Chile (calculo original)
9,5 109,5 En 1960 en Chile - Valdivia (recalculado)
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3.3 El Sismógrafo

Un sismógrafo registra los movimientos del suelo en las dos direcciones horizontales y en la vertical. Un sismógrafo ideal sería un instrumento sujetado en una base fija, la cual se ubica afuera de la Tierra. De tal modo las vibraciones generadas por un movimiento del suelo se podrían medir a través de la variación de la distancia entre el instrumento sujetado en la base fija y el suelo. En un sismógrafo se une una masa (elemento inerte) ligeramente con el suelo, de tal manera que el suelo puede vibrar sin causar grandes movimientos de la masa. La masa puede ser acoplada con el suelo por medio de un péndulo o por medio de un resorte, por ejemplo. Durante el movimiento del suelo la masa tiende a mantener su posición debido a su inercia. El desplazamiento relativo del suelo con respecto a la masa inerte se utiliza para determinar el movimiento del suelo (tiempo de inicio del movimiento, amplitud, ubicación del epicentro). Los sismógrafos modernos pueden detectar desplazamientos del suelo de 10-10 m, lo que son desplazamientos en dimensiones atómicas.



4. Terremotos del mundo

Cantidad de terremotos durante un año en el mundo:

 

Cantidad de terremotos en el mundo (por año)
Característicos Magnitud (RICHTER) Cantidad por año
Destrucción casi total mayor 8 0,1-0,2
Grandes destrucciones mayor 7,4 4
Destrucciones serias 7,0-7,3 15
Destrucciones de algunos edificios 6,2-6,9 100
Destrucciones leves en los edificios 5,5-6,1 500
Sentido generalmente por todos 4,9-5,4 1400
Sentido por varias personas 4,3-4,8 4.800
Sentido por algunas personas 3,5-4,2 30.000
Registrable solamente por instrumentos 2,0-3,4 800.000
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Desastres naturales por terremotos
año Lugar Descripción Muertos Magnitud
1348 Austria, Villach Aluvión 5000 -
1531 Lisboa, Portugal   30.000  
1556 Shensi, China ? 830.000 ? 9
1626 Italia, Neapel   70.000  
1647 Santiago, Chile 70% de la ciudad completamente destruido 12.000  
1693 Sicilia, Italia   90.000  
1730 Hokkaido, Japón ? 137.000 ?
1868 Arica Tsunami (véase trayecto del tsunami) 25.000 8,5
1877 Tarapaca   2.500 8,3
1899 Alaska levantamiento de la costa de 15m vertical - -
1906 San Francisco Desplazamiento de 5m horizontal, fisuras abiertas 1000 8,2
1906 Valparaíso   4.000 8,2
1908 Messenia, Italia Tsunami, fisuras abiertas 110.000 7,5
1920 Kansu, China Fisuras abiertas, aluviones 200.000 8,6
1922 Atacama En Vallenar 90% de los edificios con daños - descripción de Sieberg & Gutenberg 500 8,5
1923 Japón Desplazamientos, Tsunami, destrucción de 650.000 edificios 145.000 8,3
1939 Chile Cambio de la morfología 28.000 8,3
1960 Chile, Valdivia Activó volcanes, formación de nuevos volcanes. El más fuerte medido con magnitud. 4.000 9,5 (8,5)
1962 Irán grandes destrucciones 20.000 7,0
1964 Alaska El segundo más grande medido - tsunamis hasta más de 60 metros de altura.   9,2
1965 Chile, La Ligua   420 7,3
1976 Guatemala hasta 2 m de desplazamiento 22.545 7,3
1976 China 80 % de las casas destruidas 650.000 7,2
2004 Sumatra Tsunami en casi todo el mundo, 1,7 millones habitantes perdieron su habitación. 230.000 9,1
2010 Chile, Maule Fuerte sismo con Tsunami, Concepción de desplazó 3 metros hacia al oeste. Con miles de réplicas después. 521 8,8
2011 Japón, Honshu Gran Tsunami, catástrofe en planta nuclear, 450.000 personas perdieron su hogar. 19.300 9,0
         
*) El terremoto de Valdivia originalmente figura con una magnitud de 8,5. Un recalculo de los datos hoy día apunta a una magnitud de 9,5. (véase USGS)   
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Véase "terremotos en la Región Atacama" (Museo Virtual)

 

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Contenido

Apuntes Geología General

Contenido Geología General
I. Introducción
1. Universo - La Tierra

El Universo
Sistema Solar - La Tierra
La Tierra
La Tierra: La corteza
Geofísica
Métodos geofísicos
Terremotos

2. Mineralogía
3. Ciclo geológico
4. Magmático
5. Sedimentario
6. Metamórfico
7. Deriva Continental
8. Geología Histórica
9. Geología Regional
10. Estratigrafía - perfil y mapa
11. Geología Estructural
12. La Atmósfera
13. Geología económica
Bibliografía

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Desierto de Atacama, Chile
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Enlaces interesantes
Articulo: The interior
of the earth: del USGS: 
http://pubs.usgs.gov/
gip/interior/

Enlaces interesantes
Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile 
Los últimos 10 temblores en Chile

USGS: The Severity of an Earthquake http://pubs.usgs.gov 
/gip/
earthq4/severitygip.html

Enlaces de temblores: 
http://
www.geologylink.com/ 
toc/chap10.htm

Terremoto en Valdivia 1960 
http://www.
angelfire.com/nt/ 
terremotoValdivia/


Temblores y sismologia apuntes en inglés: http://www.uh.edu/ 
~jbutler/physical/
chapter18.html

Terremotos y otros riesgos  
geológicos:http://www.
angelfire.com/ 
nt/terremotos/

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Terremoto de Copiapo 1918

Daños del terremoto de Copiapó en 1918. (Museo Regional)
véase más de Atacama


Terremoto de Atacama, Freirina

Daños del terremoto de 1922 en Freirina, Región de Atacama
véase más de Atacama



Sismografo histórico

En el comienzo se uso sismógrafos con mercurio - donde se renvalso el mercurio indicó la dirección de los movimientos-
Véase retratos históricos


Tsunami de Arica

Desarrollo del Tsunami de Arica en 1868 - de Kayser (1912):
Véase aquí


Distribución de los terremotos según Montessos de Ballore en Kayser 1912

Distribución de los terremotos según Montessos de Ballore en Kayser 1912:
Puntos: Terremotos
Lineas: Orogenesis
Cruces: Escudos
Negro: Mayores profundidades - Carta en total: Carta distribución de los terremotos (Montessus de Ballore en Kayser, 1912)

Montessos de Ballore ya en 1912 buscó una correlación entre sistemas orogeneticos jóvenes y terremotos

Autores de trabajos históricos
Richter








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Literatura:

Autorenkollektiv (1980): Die Entwicklungsgeschichte der Erde. -Brockhaus Nachschlagwerk der Geologie: p.29-p.61 ; Brockhausverlag, Leipzig
Gutenberg, B. & Richter, C.F. (1950): Seismicity of the Earth. - Pinceton Univ. Press, p. 1 - 273
KAYSER, E. (1912): Lehrbuch der Geologie. - Allgemeine Geologie; 4.edición, con 881 páginas; 611 figuras; editorial Ferdinand Enke, Stuttgart; Alemania.
PRESS, F. & SIEVER, R. (1986): Earth.- 656 páginas, W.H. Freeman and Company
SIEBERG, A. & GUTENBERG, B. (1924): Das Erdbeben in der chilenischen Provinz Atacama am 10. November 1922. - 84+8 páginas, 2 figuras, 18 tablas, Gustav Fischer Verlag, Jena - Alemania.
STANLEY, S. (1994): Historische Geologie.- pág. 231-261, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin Oxford.
STRAHLER, A. (1992): Geología Física.- 629 páginas; Omega Ediciones, Barcelona.


Literatura - Revistas:  más citas: Terremotos

S. Beck, S. Barrientos, E. Kausel and M. Reyes (1998) Source characteristics of historic earthquakes along the central Chile subduction zone. -Journal of South American Earth Sciences; Volume 11, Issue 2 Pages 115-129 (online)

Clinton P. Conrad, Susan Bilek and Carolina Lithgow-Bertelloni (2004): Great earthquakes and slab pull: interaction between seismic coupling and plate–slab coupling  . - Earth and Planetary Science Letters; Volume 218, Issue 1-2, Pages 109-122 Abstract

Jürgen Klotz , Giorgi Khazaradze , Detlef Angermann , Christoph Reigber , Raul Perdomo and Oscar Cifuentes (2001): Earthquake cycle dominates contemporary crustal deformation in Central and Southern Andes . - Earth and Planetary Science Letters; Volume 193, Issue 3-4, Pages 437-446 Abstract

Frédéric Masson, Catherine Dorbath, Claude Martinez and Gabriel Carlier (2000) Local earthquake tomography of the Andes at 20°S: Implications for the structure and building of the mountain rang. -Journal of South American Earth Sciences; Volume 13, Issue 1-2. Pages 3-19  (online)

Emil A. Okal and Dominique Reymond (2003): The mechanism of great Banda Sea earthquake of 1 February 1938: applying the method of preliminary determination of focal mechanism to a historical event  . - Earth and Planetary Science Letters; Volume 216, Issue 1-2,Pages 1-15 Abstract


Listado Bibliografía para Geología General

 

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