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Terremoto

Los epicentros de los terremotos se producen principalmente a lo largo de los límites de las placas tectónicas , especialmente en el Cinturón de Fuego del Pacífico . Un terremot...

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Los epicentros de los terremotos se producen principalmente a lo largo de los límites de las placas tectónicas , especialmente en el Cinturón de Fuego del Pacífico .

Un terremoto , también llamado temblor o sacudida , es la sacudida de la superficie terrestre resultante de una liberación repentina de energía en la litosfera que crea ondas sísmicas . La intensidad de los terremotos puede variar , desde aquellos tan débiles que no se sienten, hasta los lo suficientemente violentos como para lanzar objetos y personas por los aires, dañar infraestructuras críticas y causar destrucción en ciudades enteras. La actividad sísmica de una zona es la frecuencia, el tipo y la magnitud de los terremotos experimentados durante un período determinado. La sismicidad en un lugar específico de la Tierra es la tasa promedio de energía sísmica liberada por unidad de volumen.

En su sentido más general, la palabra terremoto se utiliza para describir cualquier evento sísmico que genera ondas sísmicas. Los terremotos pueden ocurrir de forma natural o ser inducidos por actividades humanas, como la minería , la fracturación hidráulica y las pruebas de armas nucleares . El punto inicial de ruptura se denomina hipocentro o foco, mientras que el nivel del suelo directamente encima de él es el epicentro . Los terremotos son causados ​​principalmente por fallas geológicas , pero también por vulcanismo , deslizamientos de tierra y otros eventos sísmicos.

Entre los terremotos históricos más importantes se encuentran el de Tangshan en China en 1976, con más de 300 000 víctimas mortales, y el de Valdivia en Chile en 1960, el mayor jamás registrado con una magnitud de 9,5 . Los terremotos producen diversos efectos, como sacudidas del suelo y licuefacción del mismo , lo que provoca daños significativos y pérdida de vidas. Cuando el epicentro de un gran terremoto se localiza en alta mar, el lecho marino puede desplazarse lo suficiente como para causar un tsunami . Los terremotos pueden desencadenar deslizamientos de tierra . La ocurrencia de terremotos está influenciada por los movimientos tectónicos a lo largo de fallas, incluidas las fallas normales, inversas (de cabalgamiento) y de deslizamiento horizontal , con liberación de energía y dinámica de ruptura regidas por la teoría del rebote elástico .

Los esfuerzos para gestionar los riesgos sísmicos incluyen la predicción, el pronóstico y la preparación, lo que abarca el reforzamiento sísmico y la ingeniería sísmica para diseñar estructuras que resistan los temblores. El impacto cultural de los terremotos se extiende a mitos, creencias religiosas y medios de comunicación modernos, reflejando su profunda influencia en las sociedades humanas. Fenómenos sísmicos similares, conocidos como marsismos y lunares , se han observado en otros cuerpos celestes, lo que indica la universalidad de estos eventos más allá de la Tierra.

Terminología

Un terremoto es el temblor de la superficie terrestre resultante de una liberación repentina de energía en la litosfera que genera ondas sísmicas . Los terremotos también pueden denominarse temblores o sacudidas . El término temblor también se utiliza para referirse a un retumbo sísmico que no es un terremoto .

En su sentido más general, un terremoto es cualquier evento sísmico —ya sea natural o provocado por el ser humano— que genera ondas sísmicas. Los terremotos se producen principalmente por la ruptura de fallas geológicas , pero también por otros eventos como la actividad volcánica, los deslizamientos de tierra, las explosiones en minas, la fracturación hidráulica y las pruebas nucleares . El punto de ruptura inicial de un terremoto se denomina hipocentro o foco. El epicentro es el punto a nivel del suelo situado directamente encima del hipocentro.

La actividad sísmica de una zona se define como la frecuencia, el tipo y la magnitud de los terremotos que se producen durante un período determinado. La sismicidad en un lugar específico de la Tierra es la tasa promedio de liberación de energía sísmica por unidad de volumen.

Ejemplos importantes

Terremotos (M6.0 o superior) desde 1900 hasta 2017
Terremotos de magnitud 8.0 o superior desde 1900 hasta 2018. Los volúmenes 3D aparentes de las burbujas son linealmente proporcionales a sus respectivas víctimas mortales. [ 1 ]

Uno de los terremotos más devastadores de la historia fue el de Shaanxi de 1556 , ocurrido el 23 de enero de 1556 en Shaanxi , China. Murieron más de 100 000 personas, y la región perdió hasta 730 000 personas posteriormente debido a la emigración, la peste y la hambruna. [ 2 ] La mayoría de las casas de la zona eran yaodongs —viviendas excavadas en laderas de loess— y muchas víctimas murieron cuando estas estructuras se derrumbaron. El terremoto de Tangshan de 1976 , que causó entre 240 000 y 655 000 muertos, fue el más mortífero del siglo XX. [ 3 ]

El terremoto de Chile de 1960 es el terremoto más grande que se ha medido en un sismógrafo, alcanzando una magnitud de 9.5 el 22 de mayo de 1960. [ 4 ] [ 5 ] Su epicentro estuvo cerca de Cañete, Chile. La energía liberada fue aproximadamente el doble que la del siguiente terremoto más poderoso, el terremoto del Viernes Santo (27 de marzo de 1964), que tuvo su epicentro en Prince William Sound , Alaska. [ 6 ] [ 7 ] Los diez terremotos más grandes registrados han sido todos terremotos de megacorrimiento ; sin embargo, de estos diez, solo el terremoto del Océano Índico de 2004 es simultáneamente uno de los terremotos más mortíferos de la historia.

Los terremotos que causaron la mayor pérdida de vidas, si bien fueron potentes, resultaron mortales debido a su proximidad a zonas densamente pobladas o al océano, donde suelen generar tsunamis capaces de devastar comunidades a miles de kilómetros de distancia. Las regiones con mayor riesgo de sufrir grandes pérdidas humanas incluyen aquellas donde los terremotos son relativamente raros pero intensos, y las regiones pobres con normas de construcción sismorresistentes laxas, inexistentes o que no se aplican.

Terremotos importantes

Aparición

Tres tipos de fallas: A. Deslizamiento horizontal B. Normal C. Inversa

Los terremotos tectónicos ocurren en cualquier lugar de la Tierra donde haya suficiente energía de deformación elástica almacenada para impulsar la propagación de fracturas a lo largo de un plano de falla . Los lados de una falla se mueven uno sobre el otro de manera suave y asísmica solo si no hay irregularidades o asperezas a lo largo de la superficie de la falla que aumenten la resistencia a la fricción. La mayoría de las superficies de falla tienen tales asperezas, lo que lleva a una forma de comportamiento de deslizamiento intermitente . Una vez que la falla se ha bloqueado, el movimiento relativo continuo entre las placas conduce a un aumento de la tensión y, por lo tanto, de la energía de deformación almacenada en el volumen alrededor de la superficie de la falla. Esto continúa hasta que la tensión ha aumentado lo suficiente como para romper la aspereza, permitiendo repentinamente el deslizamiento sobre la porción bloqueada de la falla, liberando la energía almacenada . [ 8 ] Esta energía se libera como una combinación de ondas sísmicas de deformación elástica radiadas , [ 9 ] calentamiento por fricción de la superficie de la falla y agrietamiento de la roca, causando así un terremoto.

Este proceso de acumulación gradual de tensión y deformación, interrumpido por fallas sísmicas repentinas ocasionales, se conoce como la teoría del rebote elástico . Se estima que solo el 10 % o menos de la energía total de un terremoto se irradia como energía sísmica. La mayor parte de la energía del terremoto se utiliza para impulsar el crecimiento de la fractura sísmica o se convierte en calor generado por la fricción. Por lo tanto, los terremotos disminuyen la energía potencial elástica disponible de la Tierra y aumentan su temperatura, aunque estos cambios son insignificantes en comparación con el flujo de calor conductivo y convectivo que sale del interior profundo de la Tierra. [ 10 ]

Tipos de fallas

Existen tres tipos principales de fallas, todas las cuales pueden causar un terremoto interplaca : normales, inversas (de cabalgamiento) y de deslizamiento horizontal. Las fallas normales e inversas son ejemplos de deslizamiento vertical, donde el desplazamiento a lo largo de la falla se produce en la dirección de la inclinación y donde el movimiento en ellas implica un componente vertical. Muchos terremotos son causados ​​por el movimiento en fallas que presentan componentes tanto de deslizamiento vertical como de deslizamiento horizontal; esto se conoce como deslizamiento oblicuo.

La parte más superficial y frágil de la corteza terrestre, y las placas frías de las placas tectónicas que descienden hacia el manto caliente, son las únicas partes de nuestro planeta que pueden almacenar energía elástica y liberarla en rupturas de fallas. Las rocas más calientes que unos 300 °C (572 °F) fluyen en respuesta a la tensión; no se rompen en terremotos. [ 11 ] [ 12 ] Las longitudes máximas observadas de rupturas y fallas cartografiadas (que pueden romperse en una sola ruptura) son aproximadamente 1000 km (620 mi) . Ejemplos de ello son los terremotos de Alaska (1957) , Chile (1960) y Sumatra (2004) , todos en zonas de subducción. Las rupturas sísmicas más largas en fallas de deslizamiento horizontal, como la falla de San Andrés ( 1857 , 1906 ), la falla de Anatolia del Norte en Turquía ( 1939 ) y la falla de Denali en Alaska ( 2002 ), tienen una longitud de entre la mitad y un tercio de la longitud de las rupturas a lo largo de los márgenes de las placas en subducción, y las que ocurren a lo largo de fallas normales son aún más cortas.    

fallas normales

Las fallas normales ocurren principalmente en áreas donde la corteza se está extendiendo , como en un límite divergente . Los terremotos asociados con fallas normales generalmente tienen una magnitud menor a 7. Las magnitudes máximas a lo largo de muchas fallas normales son aún más limitadas porque muchas de ellas se ubican a lo largo de centros de expansión, como en Islandia, donde el espesor de la capa frágil es de solo unos seis kilómetros (3,7 millas) . [ 13 ] [ 14 ] 

fallas inversas

Las fallas inversas se producen en zonas donde la corteza se acorta , como en un límite convergente . Las fallas inversas, especialmente las que se dan a lo largo de los límites convergentes, están asociadas con los terremotos más potentes (denominados megaterremotos ), incluyendo casi todos los de magnitud 8 o superior. Los megaterremotos son responsables de aproximadamente el 90 % del momento sísmico total liberado en todo el mundo. [ 15 ]

Fallas de deslizamiento horizontal

Las fallas de desgarre son estructuras empinadas donde los dos lados de la falla se deslizan horizontalmente uno respecto al otro; los límites transformantes son un tipo particular de falla de desgarre. Las fallas de desgarre, en particular las transformantes continentales , pueden producir terremotos importantes de hasta magnitud 8. Las fallas de desgarre tienden a estar orientadas casi verticalmente, lo que resulta en un ancho aproximado de 10 km (6,2 millas) dentro de la corteza frágil. [ 16 ] Por lo tanto, no son posibles terremotos con magnitudes mucho mayores que 8.  

Fotografía aérea de la falla de San Andrés en la llanura de Carrizo , al noroeste de Los Ángeles.

Además, existe una jerarquía de niveles de tensión en los tres tipos de fallas. Las fallas de cabalgamiento se generan por los niveles de tensión más altos, las de deslizamiento horizontal por los intermedios y las normales por los más bajos. [ 17 ] Esto se puede comprender fácilmente al considerar la dirección de la mayor tensión principal, la dirección de la fuerza que "empuja" la masa rocosa durante la falla. En el caso de las fallas normales, la masa rocosa se empuja hacia abajo en dirección vertical, por lo que la fuerza de empuje ( mayor tensión principal) es igual al peso de la propia masa rocosa. En el caso de las fallas de cabalgamiento, la masa rocosa se "escapa" en la dirección de la menor tensión principal, es decir, hacia arriba, elevando la masa rocosa, y por lo tanto, la sobrecarga es igual a la menor tensión principal. Las fallas de deslizamiento horizontal son intermedias entre los otros dos tipos descritos anteriormente. Esta diferencia en el régimen de tensión en los tres entornos de falla puede contribuir a diferencias en la caída de tensión durante la falla, lo que contribuye a diferencias en la energía radiada, independientemente de las dimensiones de la falla.

Energía liberada

Por cada unidad de aumento en la magnitud sísmica, se produce un aumento de aproximadamente treinta veces en la energía liberada. Por ejemplo, un terremoto de magnitud 6.0 libera aproximadamente 32 veces más energía que un terremoto de magnitud 5.0, y un terremoto de magnitud 7.0 libera alrededor de 1000 veces más energía que un terremoto de magnitud 5.0. Un terremoto de magnitud 8.6 libera la misma cantidad de energía que 10 000 bombas atómicas del tamaño de las utilizadas en la Segunda Guerra Mundial . [ 18 ]

Esto se debe a que la energía liberada en un terremoto, y por lo tanto su magnitud, es proporcional al área de la falla que se rompe [ 19 ] y a la caída de tensión. Por lo tanto, cuanto mayor sea la longitud y el ancho del área de falla, mayor será la magnitud resultante. Sin embargo, el parámetro más importante que controla la magnitud máxima de un terremoto en una falla no es la longitud máxima disponible, sino el ancho disponible porque este último varía en un factor de 20. A lo largo de los márgenes de placas convergentes, el ángulo de buzamiento del plano de ruptura es muy poco profundo, típicamente alrededor de 10 grados. [ 20 ] Por lo tanto, el ancho del plano dentro de la corteza superior frágil de la Tierra puede alcanzar 50–100 km (31–62 mi) (como en Japón, 2011 , o en Alaska, 1964 ), lo que hace posibles los terremotos más poderosos.  

Enfocar

El edificio del Gran Hotel se derrumbó en la metrópoli de San Salvador tras el terremoto superficial de 1986.

La mayoría de los terremotos tectónicos se originan en el Cinturón de Fuego a profundidades que no superan las decenas de kilómetros. Los terremotos que ocurren a profundidades inferiores a 70 km (43 millas) se clasifican como terremotos de "foco superficial", mientras que aquellos con profundidades focales entre 70 y 300 km (43 y 186 millas) se denominan comúnmente terremotos de "foco medio" o de "profundidad intermedia".    

En las zonas de subducción , donde la corteza oceánica más antigua y fría se hunde bajo otra placa tectónica, pueden producirse terremotos de foco profundo a profundidades mucho mayores (que oscilan entre 300 y 700 km (190 y 430 millas) ). [ 21 ] Estas áreas sísmicamente activas de subducción se conocen como zonas de Wadati-Benioff . Los terremotos de foco profundo se producen a profundidades donde la litosfera subducida ya no debería ser frágil, debido a la alta temperatura y presión. Un posible mecanismo para la generación de terremotos de foco profundo es la formación de fallas causada por la transición de fase del olivino a una estructura de espinela . [ 22 ]  

Actividad volcánica

Los terremotos suelen ocurrir en regiones volcánicas y son causados ​​tanto por fallas tectónicas como por el movimiento del magma en los volcanes . Estos terremotos pueden servir como alerta temprana de erupciones volcánicas, como ocurrió durante la erupción del Monte Santa Helena en 1980. [ 23 ] Los enjambres sísmicos pueden servir como marcadores de la ubicación del magma que fluye a través de los volcanes. Estos enjambres pueden ser registrados por sismómetros e inclinómetros (un dispositivo que mide la pendiente del terreno) y utilizados como sensores para predecir erupciones inminentes o próximas. [ 24 ]

Dinámica de la ruptura

Un terremoto tectónico comienza como un área de deslizamiento inicial en la superficie de la falla que forma el foco. Una vez iniciada la ruptura, esta comienza a propagarse desde el foco, extendiéndose a lo largo de la superficie de la falla. La propagación lateral continuará hasta que la ruptura alcance una barrera, como el final de un segmento de falla, o una región en la falla donde la tensión sea insuficiente para permitir la continuación de la ruptura. En el caso de terremotos de mayor magnitud, la profundidad de la ruptura estará limitada hacia abajo por la zona de transición frágil-dúctil y hacia arriba por la superficie del terreno. La mecánica de este proceso no se comprende bien debido a la dificultad de recrear movimientos tan rápidos en un laboratorio o de registrar ondas sísmicas cerca de una zona de nucleación debido a la intensa actividad sísmica. [ 25 ]

En la mayoría de los casos, la velocidad de ruptura se aproxima, pero no supera, la velocidad de la onda de corte (onda S) de la roca circundante. Existen algunas excepciones a esto:

terremotos de supercizallamiento

Los terremotos de Turquía y Siria de 2023 se produjeron a lo largo de segmentos de la falla de Anatolia Oriental a velocidades supersónicas; más de 50.000 personas murieron en ambos países. [ 26 ]

Se sabe que las rupturas sísmicas supersónicas se propagan a velocidades superiores a la de la onda S. Hasta ahora, todas se han observado durante grandes sismos de deslizamiento horizontal. La zona de daños inusualmente amplia causada por el terremoto de Kunlun de 2001 se ha atribuido a los efectos del estampido sónico que se produce en este tipo de sismos.

terremotos lentos

Las rupturas sísmicas lentas se propagan a velocidades inusualmente bajas. Una forma particularmente peligrosa de terremoto lento es el terremoto tsunamigénico , que se observa cuando las intensidades relativamente bajas percibidas, causadas por la lenta velocidad de propagación de algunos grandes terremotos, no logran alertar a la población de la costa vecina, como en el terremoto de Sanriku de 1896. [ 25 ]

Sobrepresión cosísmica y efecto de la presión de poro

Durante un terremoto, pueden desarrollarse altas temperaturas en el plano de falla, aumentando la presión de poro y, en consecuencia, la vaporización del agua subterránea ya contenida dentro de la roca. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] En la fase cosísmica, tal aumento puede afectar significativamente la evolución y la velocidad del deslizamiento, en la fase postsísmica puede controlar la secuencia de réplicas porque, después del evento principal, el aumento de la presión de poro se propaga lentamente en la red de fracturas circundante. [ 30 ] [ 29 ] Desde el punto de vista de la teoría de resistencia de Mohr-Coulomb , un aumento en la presión del fluido reduce la tensión normal que actúa sobre el plano de falla que lo mantiene en su lugar, y los fluidos pueden ejercer un efecto lubricante. Como la sobrepresurización térmica puede proporcionar una retroalimentación positiva entre el deslizamiento y la caída de resistencia en el plano de falla, una opinión común es que puede mejorar la inestabilidad del proceso de falla. Después del sismo principal, el gradiente de presión entre el plano de falla y la roca vecina causa un flujo de fluido que aumenta la presión de poro en las redes de fracturas circundantes; Tal aumento puede desencadenar nuevos procesos de fallas al reactivar fallas adyacentes, dando lugar a réplicas. [ 30 ] [ 29 ] De manera análoga, el aumento artificial de la presión de poros, mediante la inyección de fluidos en la corteza terrestre, puede inducir sismicidad .

Fuerzas de marea

Las mareas pueden desencadenar cierta sismicidad . [ 31 ]

Clústeres

La mayoría de los terremotos forman parte de una secuencia, relacionados entre sí en términos de ubicación y tiempo. [ 32 ] La mayoría de los grupos de terremotos consisten en pequeños temblores que causan poco o ningún daño, pero existe una teoría de que los terremotos pueden repetirse en un patrón regular. [ 33 ] Se ha observado la agrupación de terremotos, por ejemplo, en Parkfield, California, donde se está llevando a cabo un estudio de investigación a largo plazo en torno al grupo de terremotos de Parkfield . [ 34 ] El análisis cuantitativo de estas secuencias es el enfoque principal de la sismología estadística .

Réplicas

Magnitud de los terremotos del centro de Italia de agosto y octubre de 2016 y enero de 2017 y las réplicas (que continuaron ocurriendo después del período que se muestra aquí).

Una réplica es un terremoto que ocurre después de un terremoto anterior, el sismo principal. Los cambios rápidos de tensión entre las rocas y la tensión del terremoto original son las principales causas de estas réplicas, [ 35 ] junto con la corteza alrededor del plano de falla roto a medida que se ajusta a los efectos del sismo principal. [ 32 ] Una réplica ocurre en la misma región que el sismo principal, pero siempre de menor magnitud; sin embargo, aún pueden ser lo suficientemente potentes como para causar aún más daños a los edificios que ya habían sido dañados previamente por el sismo principal. [ 35 ] Si una réplica es mayor que el sismo principal, la réplica se redesigna como sismo principal y el sismo principal original se redesigna como sismo precursor . Las réplicas se forman a medida que la corteza alrededor del plano de falla desplazado se ajusta a los efectos del sismo principal. [ 32 ]

Enjambres

Los enjambres sísmicos son secuencias de terremotos que ocurren en un área específica en un corto período. Se diferencian de los terremotos seguidos de una serie de réplicas en que ningún terremoto de la secuencia es el sismo principal, por lo que ninguno tiene una magnitud notablemente mayor que otro. Un ejemplo de enjambre sísmico es la actividad de 2004 en el Parque Nacional de Yellowstone . [ 36 ] En agosto de 2012, un enjambre de terremotos sacudió el Valle Imperial del sur de California , mostrando la mayor actividad registrada en la zona desde la década de 1970. [ 37 ]

En ocasiones, se produce una serie de terremotos en lo que se ha denominado una tormenta sísmica , donde los sismos impactan una falla en grupos, cada uno desencadenado por la sacudida o la redistribución de la tensión de los terremotos anteriores. Similares a las réplicas , pero en segmentos adyacentes de la falla, estas tormentas ocurren a lo largo de los años, y algunos de los terremotos posteriores son tan destructivos como los iniciales. Este patrón se observó en la secuencia de aproximadamente una docena de terremotos que impactaron la falla de Anatolia del Norte en Turquía en el siglo XX y se ha inferido para grupos anómalos más antiguos de grandes terremotos en Oriente Medio. [ 38 ] [ 39 ]

Frecuencia

El terremoto y tsunami de Messina se cobró alrededor de 80.000 vidas el 28 de diciembre de 1908 en Sicilia y Calabria . [ 40 ]

Se estima que cada año ocurren alrededor de 500.000 terremotos, detectables con la instrumentación actual. Aproximadamente 100.000 de estos se pueden sentir. [ 4 ] [ 5 ] Los terremotos menores ocurren con mucha frecuencia en todo el mundo en lugares como California y Alaska en los EE. UU., así como en El Salvador, México, Guatemala, Chile, Perú, Indonesia, Filipinas, Irán, Pakistán, las Azores en Portugal, Turquía, Nueva Zelanda, Grecia, Italia, India, Nepal y Japón. [ 41 ] Los terremotos más grandes ocurren con menos frecuencia, la relación es exponencial ; por ejemplo, ocurren aproximadamente diez veces más terremotos de magnitud mayor a 4 que terremotos de magnitud mayor a 5. [ 42 ] En el Reino Unido (de baja sismicidad), por ejemplo, se ha calculado que las recurrencias promedio son: un terremoto de 3,7–4,6 cada año, un terremoto de 4,7–5,5 cada 10  años y un terremoto de 5,6 o mayor cada 100  años. [ 43 ] Este es un ejemplo de la ley de Gutenberg-Richter .

El número de estaciones sísmicas ha aumentado de aproximadamente 350 en 1931 a muchos miles en la actualidad. Como resultado, se reportan muchos más terremotos que en el pasado, pero esto se debe a la gran mejora en la instrumentación, más que a un aumento en el número de terremotos. El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) estima que, desde 1900, ha habido un promedio de 18 terremotos importantes (magnitud 7.0–7.9) y un gran terremoto (magnitud 8.0 o superior) por año, y que este promedio se ha mantenido relativamente estable. [ 44 ] En los últimos años, el número de terremotos importantes por año ha disminuido, aunque esto probablemente sea una fluctuación estadística más que una tendencia sistemática. [ 45 ] El Servicio Geológico de los Estados Unidos ofrece estadísticas más detalladas sobre el tamaño y la frecuencia de los terremotos. [ 46 ] Se ha observado un aumento reciente en el número de terremotos importantes, lo que podría explicarse por un patrón cíclico de períodos de intensa actividad tectónica, intercalados con períodos más largos de baja intensidad. Sin embargo, los registros precisos de terremotos solo comenzaron a principios del siglo XX, por lo que es demasiado pronto para afirmar categóricamente que este sea el caso. [ 47 ]

La mayoría de los terremotos del mundo (el 90%, y el 81% de los más grandes) tienen lugar en la zona de 40 000 kilómetros de longitud (25 000 millas) , con forma de herradura, llamada cinturón sísmico circumpacífico, conocido como el Anillo de Fuego del Pacífico , que en su mayor parte limita la placa del Pacífico . [ 48 ] [ 49 ] Los terremotos masivos también tienden a ocurrir a lo largo de otros límites de placas, como a lo largo de las montañas del Himalaya . [ 50 ] Además, bajo ciertas condiciones, se ha demostrado que las montañas amplifican la actividad sísmica en las crestas debido a la topografía de su superficie terrestre. [ 51 ] [ 52 ] 

Con el rápido crecimiento de megaciudades como Ciudad de México, Tokio y Teherán en zonas de alto riesgo sísmico , algunos sismólogos advierten que un solo terremoto podría cobrarse la vida de hasta tres millones de personas. [ 53 ]

Sismicidad inducida

Aunque la mayoría de los terremotos son causados ​​por el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra , la actividad humana también puede producirlos. Las actividades tanto en la superficie como en el subsuelo pueden cambiar las tensiones y deformaciones en la corteza, incluyendo la construcción de embalses, la extracción de recursos como carbón o petróleo, y la inyección de fluidos subterráneos para la eliminación de residuos o la fracturación hidráulica . [ 54 ] La mayoría de estos terremotos tienen magnitudes pequeñas. Se cree que el terremoto de Oklahoma de magnitud 5,7 de 2011 fue causado por la eliminación de aguas residuales de la producción de petróleo en pozos de inyección , [ 55 ] y los estudios señalan a la industria petrolera del estado como la causa de otros terremotos en el siglo pasado. [ 56 ] Un artículo de la Universidad de Columbia sugirió que el terremoto de Sichuan de magnitud 8,0 de 2008 fue inducido por la carga de la presa Zipingpu , [ 57 ] aunque el vínculo no se ha probado de manera concluyente. [ 58 ]

Medición y ubicación

Las escalas instrumentales utilizadas para describir la magnitud de un terremoto comenzaron con la escala de Richter en la década de 1930. Es una medida relativamente simple de la amplitud de un evento, y su uso se ha reducido al mínimo en el siglo XXI. Las ondas sísmicas viajan a través del interior de la Tierra y pueden ser registradas por sismómetros a grandes distancias. La magnitud de onda superficial se desarrolló en la década de 1950 como un medio para medir terremotos remotos y mejorar la precisión para eventos de mayor magnitud. La escala de magnitud de momento no solo mide la amplitud del sismo, sino que también toma en cuenta el momento sísmico (área total de ruptura, deslizamiento promedio de la falla y rigidez de la roca). La escala de intensidad sísmica de la Agencia Meteorológica de Japón , la escala de Medvedev-Sponheuer-Karnik y la escala de intensidad de Mercalli se basan en los efectos observados y están relacionadas con la intensidad del temblor.

Intensidad y magnitud

El temblor de la tierra es un fenómeno común que los humanos han experimentado desde tiempos inmemoriales. Antes del desarrollo de los acelerómetros de movimiento fuerte, la intensidad de un evento sísmico se estimaba a partir de los efectos observados. La magnitud y la intensidad no están directamente relacionadas y se calculan mediante métodos diferentes. La magnitud de un terremoto es un valor único que describe su tamaño en su epicentro. La intensidad es la medida del temblor en diferentes lugares alrededor del epicentro. Los valores de intensidad varían de un lugar a otro, dependiendo de la distancia al epicentro y de la composición de la roca o el suelo subyacente. [ 59 ]

La primera escala para medir la magnitud de los terremotos fue desarrollada por Charles Francis Richter en 1935. Las escalas posteriores ( escalas de magnitud sísmica ) han conservado una característica clave: cada unidad representa una diferencia de diez veces en la amplitud del movimiento del suelo y una diferencia de treinta y dos veces en la energía. Las escalas posteriores también se ajustan para tener aproximadamente el mismo valor numérico dentro de los límites de la escala. [ 60 ]

Aunque los medios de comunicación suelen informar las magnitudes de los terremotos como "magnitud de Richter" o "escala de Richter", la práctica estándar de la mayoría de las autoridades sismológicas es expresar la fuerza de un terremoto en la escala de magnitud de momento , que se basa en la energía real liberada por un terremoto, el momento sísmico estático. [ 61 ] [ 62 ]

Ondas sísmicas

Cada terremoto produce diferentes tipos de ondas sísmicas, que viajan a través de las rocas a diferentes velocidades:

Velocidad de las ondas sísmicas

La velocidad de propagación de las ondas sísmicas a través de la roca sólida varía desde aproximadamente 3 km/s (1,9 mi/s) hasta 13 km/s (8,1 mi/s) , dependiendo de la densidad y elasticidad del medio. En el interior de la Tierra, las ondas P viajan mucho más rápido que las ondas S (relación aproximada de 1,7:1). Las diferencias en el tiempo de viaje desde el epicentro hasta el observatorio son una medida de la distancia y pueden utilizarse para visualizar tanto las fuentes de los terremotos como las estructuras internas de la Tierra. Además, se puede calcular aproximadamente la profundidad del hipocentro .    

Velocidad de la onda P

  • Suelos de la corteza superior y sedimentos no consolidados: 2–3 km (1,2–1,9 millas) por segundo  
  • Roca sólida de la corteza superior: 3–6 km (1,9–3,7 millas) por segundo  
  • corteza inferior: 6–7 km (3,7–4,3 millas) por segundo  
  • Manto profundo: 13 km (8,1 millas) por segundo.  

Velocidad de las ondas S

  • Sedimentos ligeros: 2–3 km (1,2–1,9 millas) por segundo  
  • Corteza terrestre: 4–5 km (2,5–3,1 millas) por segundo  
  • Manto profundo: 7 km (4,3 millas) por segundo  

Llegada de las ondas sísmicas

En consecuencia, las primeras ondas de un terremoto lejano llegan a un observatorio a través del manto terrestre.

En promedio, la distancia en kilómetros al epicentro del terremoto es igual al número de segundos entre la llegada de las ondas P y S, multiplicado por 8. [ 63 ] Las ligeras desviaciones se deben a inhomogeneidades en la estructura del subsuelo. Mediante este análisis de sismogramas, Beno Gutenberg localizó el núcleo terrestre en 1913 .

Las ondas S y las ondas superficiales que llegan posteriormente causan la mayor parte del daño en comparación con las ondas P. Las ondas P comprimen y expanden el material en la misma dirección en que se propagan, mientras que las ondas S sacuden el suelo hacia arriba y hacia abajo, y de un lado a otro. [ 64 ]

Ubicación e informes

Los terremotos no solo se clasifican por su magnitud, sino también por el lugar donde ocurren. El mundo se divide en 754 regiones Flinn-Engdahl (regiones FE), que se definen según límites políticos y geográficos, así como por la actividad sísmica. Las zonas más activas se dividen en regiones FE más pequeñas, mientras que las menos activas pertenecen a regiones FE más grandes.

Los informes estándar de terremotos incluyen su magnitud , fecha y hora de ocurrencia, coordenadas geográficas de su epicentro , profundidad del epicentro, región geográfica, distancias a centros de población, incertidumbre de la ubicación, varios parámetros que se incluyen en los informes de terremotos del USGS (número de estaciones informantes, número de observaciones, etc.) y un identificador único del evento. [ 65 ]

Aunque tradicionalmente se han utilizado ondas sísmicas relativamente lentas para detectar terremotos, en 2016 los científicos se dieron cuenta de que la medición gravitacional podría proporcionar una detección instantánea de terremotos, y lo confirmaron analizando los registros gravitacionales asociados con el terremoto de Tohoku-Oki ("Fukushima") de 2011. [ 66 ] [ 67 ]

Efectos

Grabado en cobre de 1755 que representa Lisboa en ruinas y en llamas tras el terremoto de Lisboa de ese año , que causó la muerte de unas 60.000 personas. Un tsunami arrasa los barcos en el puerto.

Los efectos de los terremotos incluyen, entre otros, los siguientes:

Temblores y ruptura del suelo

Edificios dañados en Puerto Príncipe , Haití , enero de 2010.

El temblor y la ruptura del suelo son los principales efectos producidos por los terremotos, que resultan principalmente en daños más o menos severos a edificios y otras estructuras rígidas. La gravedad de los efectos locales depende de la compleja combinación de la magnitud del terremoto , la distancia al epicentro y las condiciones geológicas y geomorfológicas locales, que pueden amplificar o reducir la propagación de las ondas . [ 68 ] El temblor del suelo se mide mediante la aceleración del suelo .

Ciertas características geológicas, geomorfológicas y geoestructurales locales pueden provocar fuertes sacudidas en la superficie del terreno, incluso con terremotos de baja intensidad. Este efecto se denomina amplificación local o de sitio. Se debe principalmente a la transferencia del movimiento sísmico desde suelos duros y profundos a suelos blandos y superficiales, así como a los efectos de la focalización de la energía sísmica derivados de la configuración geométrica típica de dichos depósitos.

La ruptura del terreno es una fractura y desplazamiento visible de la superficie terrestre a lo largo del trazado de la falla, que puede alcanzar varios metros en el caso de terremotos importantes. La ruptura del terreno representa un riesgo importante para grandes estructuras de ingeniería como presas , puentes y centrales nucleares , y requiere un mapeo minucioso de las fallas existentes para identificar aquellas que puedan provocar una fractura en la superficie terrestre durante la vida útil de la estructura. [ 69 ]

Licuefacción del suelo

La licuefacción del suelo se produce cuando, debido al temblor, el material granular saturado de agua (como la arena) pierde temporalmente su resistencia y se transforma de sólido a líquido. La licuefacción del suelo puede provocar que estructuras rígidas, como edificios y puentes, se inclinen o se hundan en los depósitos licuados. Por ejemplo, en el terremoto de Alaska de 1964 , la licuefacción del suelo causó que muchos edificios se hundieran en el terreno, colapsando finalmente sobre sí mismos. [ 70 ]

Impactos humanos

Muertes por terremotos por país a lo largo del tiempo
Ruinas de la Torre Għajn Ħadid , que se derrumbó durante el terremoto de Heraklion de 1856

Los daños físicos causados ​​por un terremoto varían según la intensidad del temblor en una zona determinada y el tipo de población. Las comunidades marginadas y en desarrollo suelen sufrir impactos más severos (y de mayor duración) a causa de un sismo, en comparación con las comunidades desarrolladas. [ 71 ] Los impactos pueden incluir:

  • Lesiones y pérdida de vidas
  • Daños a infraestructuras críticas (a corto y largo plazo)
    • Carreteras, puentes y redes de transporte público
    • Interrupción de los servicios de agua, electricidad, alcantarillado y gas.
    • Sistemas de comunicación
  • Pérdida de servicios comunitarios esenciales, incluidos hospitales, policía y bomberos.
  • Daños generales a la propiedad
  • Colapso o desestabilización (que podría provocar un colapso futuro) de edificios

Con estos y otros impactos, las secuelas pueden traer consigo enfermedades, falta de necesidades básicas, consecuencias psicológicas como ataques de pánico y depresión para los sobrevivientes, [ 72 ] y primas de seguro más altas. Los tiempos de recuperación variarán según el nivel de daño y la situación socioeconómica de la comunidad afectada.

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) calculó que los terremotos causaron daños por valor de 336 mil millones de dólares estadounidenses entre 1991 y 2023. Si bien los terremotos no destruyen directamente los cultivos de la misma manera que las inundaciones o las tormentas, pueden causar graves daños a las instalaciones de procesamiento agrícola, la infraestructura de almacenamiento, los sistemas de riego y las instalaciones ganaderas, generando efectos en cascada a lo largo de las cadenas de suministro agrícola. [ 73 ]

Deslizamientos de tierra

China destacó en varias categorías en un grupo de estudio de 162 terremotos (de 1772 a 2021) que incluyó muertes por deslizamientos de tierra. Debido al terremoto de Sichuan de 2008 , tuvo el 42% de todas las muertes por deslizamientos de tierra dentro del estudio (el total de muertes por eventos fue mayor). Le siguieron Perú (22%) por el terremoto de Ancash de 1970 y Pakistán (21%) por el terremoto de Cachemira de 2005. China también estuvo a la cabeza con el área más grande afectada por deslizamientos de tierra con más de 80 000  km² , seguida de Canadá con 66 000 km² ( Saguenay 1988 e Isla de Vancouver 1946 ). El tipo de falla dominante fue la de deslizamiento horizontal (61 eventos), seguida de cerca por la inversa/de empuje (57) y la normal (33). [ 74 ] 

incendios

Incendios del terremoto de San Francisco de 1906

Los terremotos pueden provocar incendios al dañar las líneas eléctricas o de gas. En caso de rotura de las tuberías de agua y pérdida de presión, también puede resultar difícil detener la propagación de un incendio una vez iniciado. Por ejemplo, en el terremoto de San Francisco de 1906, el incendio causó más muertes que el propio terremoto. [ 75 ]

Tsunami

El tsunami del terremoto del Océano Índico de 2004

Los tsunamis son olas marinas de gran longitud de onda y largo período, producidas por el movimiento repentino o abrupto de grandes volúmenes de agua, incluso cuando ocurre un terremoto en el mar . En mar abierto, la distancia entre las crestas de las olas puede superar los 100 kilómetros (62 millas) , y los períodos de las olas pueden variar de cinco minutos a una hora. Estos tsunamis viajan a 600-800 kilómetros por hora (373-497 millas por hora), dependiendo de la profundidad del agua. Las grandes olas producidas por un terremoto o un deslizamiento submarino pueden arrasar las zonas costeras cercanas en cuestión de minutos. Los tsunamis también pueden viajar miles de kilómetros a través del océano abierto y causar destrucción en costas lejanas horas después del terremoto que los generó. [ 76 ]  

Por lo general, los terremotos de subducción de magnitud inferior a 7,5 no provocan tsunamis, aunque se han registrado algunos casos. La mayoría de los tsunamis destructivos son causados ​​por terremotos de magnitud 7,5 o superior. [ 76 ]

Inundaciones

Las inundaciones pueden ser efectos secundarios de los terremotos si las presas resultan dañadas. Los terremotos pueden provocar deslizamientos de tierra que represan los ríos, los cuales colapsan y causan inundaciones. [ 77 ]

El terreno que se encuentra debajo del lago Sarez en Tayikistán corre peligro de sufrir inundaciones catastróficas si la represa formada por el deslizamiento de tierra provocado por el terremoto, conocida como la represa de Usoi , cediera durante un futuro sismo. Las proyecciones de impacto sugieren que la inundación podría afectar a aproximadamente cinco millones de personas. [ 78 ]

Gestión

Predicción

La predicción de terremotos es una rama de la sismología que se ocupa de especificar el momento, la ubicación y la magnitud de futuros terremotos dentro de límites establecidos. [ 79 ] Se han desarrollado muchos métodos para predecir el momento y el lugar en que ocurrirán los terremotos. A pesar de los considerables esfuerzos de investigación de los sismólogos , aún no se pueden hacer predicciones científicamente reproducibles para un día o mes específico. [ 80 ] La creencia popular sostiene que los terremotos están precedidos por condiciones meteorológicas sísmicas , en la madrugada. [ 81 ] [ 82 ]

Pronóstico

Si bien la previsión se considera generalmente un tipo de predicción , la previsión sísmica suele diferenciarse de la predicción sísmica . La previsión sísmica se ocupa de la evaluación probabilística de los riesgos sísmicos generales, incluyendo la frecuencia y magnitud de los terremotos dañinos en un área determinada a lo largo de años o décadas. [ 83 ] Para fallas bien conocidas, se puede estimar la probabilidad de que un segmento se rompa durante las próximas décadas. [ 84 ] [ 85 ]

Se han desarrollado sistemas de alerta sísmica capaces de proporcionar notificaciones regionales de un terremoto en curso, pero antes de que la superficie del suelo comience a moverse, lo que potencialmente permite a las personas dentro del alcance del sistema buscar refugio antes de que se sienta el impacto del terremoto.

Preparación

El objetivo de la ingeniería sísmica es prever el impacto de los terremotos en edificios, puentes, túneles, carreteras y otras estructuras, y diseñar dichas estructuras para minimizar el riesgo de daños. Las estructuras existentes pueden modificarse mediante refuerzo sísmico para mejorar su resistencia a los terremotos. El seguro contra terremotos puede brindar a los propietarios de edificios protección financiera contra las pérdidas resultantes de los sismos. Las estrategias de gestión de emergencias pueden ser empleadas por un gobierno u organización para mitigar los riesgos y prepararse para las consecuencias.

La inteligencia artificial puede ayudar a evaluar edificios y planificar operaciones preventivas. El sistema experto Igor forma parte de un laboratorio móvil que apoya los procedimientos de evaluación sísmica de edificios de mampostería y la planificación de sus obras de refuerzo. Se ha aplicado a la evaluación de edificios en Lisboa , Rodas y Nápoles . [ 86 ]

Las personas también pueden tomar medidas de preparación, como asegurar los calentadores de agua y los objetos pesados ​​que podrían causar lesiones, localizar las llaves de paso de los servicios públicos e informarse sobre qué hacer cuando comience el temblor. En las zonas cercanas a grandes masas de agua, la preparación ante terremotos abarca la posibilidad de un tsunami provocado por un sismo de gran magnitud.

En la cultura

Imagen de un libro de 1557 que representa un terremoto en Italia en el siglo IV a. C.

Desde la época del filósofo griego Anaxágoras en el siglo V a. C. hasta el siglo XIV d. C., los terremotos se atribuían generalmente al «aire (vapores) en las cavidades de la Tierra». [ 87 ] Plinio el Viejo los denominó «tormentas subterráneas». [ 87 ] Tales de Mileto (625-547 a. C.) fue la única persona documentada que creía que los terremotos eran causados ​​por la tensión entre la tierra y el agua. [ 87 ]

En la mitología nórdica , los terremotos se explicaban como la violenta lucha del dios Loki siendo castigado por el asesinato de Baldr , dios de la belleza y la luz. [ 88 ] En la mitología griega , Poseidón era la causa y dios de los terremotos. [ 89 ] En la mitología japonesa , Namazu (鯰) es un bagre gigante que causa terremotos. [ 90 ] En el folclore taiwanés , el Tē-gû (地牛) es un búfalo de tierra gigante que causa terremotos. [ 91 ]

En el Nuevo Testamento , el Evangelio de Mateo se refiere a terremotos que ocurrieron tanto después de la muerte de Jesús ( Mateo 27:51 , 54) como en su resurrección ( Mateo 28:2 ). [ 92 ]

En la cultura popular moderna, la representación de los terremotos está marcada por el recuerdo de grandes ciudades devastadas, como Kobe en 1995 o San Francisco en 1906. [ 93 ] Los terremotos ficticios tienden a ocurrir repentinamente y sin previo aviso. [ 93 ] Por esta razón, las historias sobre terremotos generalmente comienzan con el desastre y se centran en sus consecuencias inmediatas, como en Un corto paseo hacia la luz del día (1972), Al filo de la navaja (1968) o Réplica: Terremoto en Nueva York (1999). [ 93 ] Un ejemplo notable es la novela corta clásica de Heinrich von Kleist, El terremoto de Chile , que describe la destrucción de Santiago en 1647. La colección de relatos cortos de Haruki Murakami Después del terremoto describe las consecuencias del terremoto de Kobe de 1995.

El terremoto más popular en la ficción es el hipotético "Gran Terremoto" que se espera que ocurra algún día en la falla de San Andrés de California , tal como se representa en las novelas Richter 10 (1996), Adiós California (1977), 2012 (2009) y San Andrés (2015), entre otras obras. [ 93 ]

Fuera de la Tierra

Fenómenos similares a los terremotos se han observado en otros planetas (por ejemplo, marsismos en Marte) y en la Luna (por ejemplo, sismos lunares ).

Véase también

Fuentes

 Este artículo incorpora texto de una obra de contenido libre . Licencia CC BY 4.0 ( declaración de licencia/permiso ). Texto tomado de El impacto de los desastres en la agricultura y la seguridad alimentaria 2025 , Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.

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Fuentes

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Lecturas adicionales

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  • Liu, ChiChing; Linde, Alan T.; Sacks, I. Selwyn (2009). "Terremotos lentos provocados por tifones". Nature . 459 ( 7248): 833– 836. Bibcode : 2009Natur.459..833L . doi : 10.1038/nature08042 . ISSN 0028-0836 . PMID 19516339. S2CID 4424312 .   
  • Programa de Riesgos Sísmicos del Servicio Geológico de los Estados Unidos
  • Monitor sísmico IRIS – Consorcio IRIS