1. Los Volcanes
&
Los Terremotos
Isaac Suárez Turienzo
Daniel García Corte
Iván Martín Díaz
2. ÍNDICE:
1.-Introducción
2.-Las Ondas Sísmicas
3.-Estudio del Interior de la Tierra
4.-Los Terremotos:
-Hipocentro y Epicentro
-Intensidad y Magnitud
5.-Riesgos Símicos:
-Predicción y Prevención
6.-Los Volcanes:
-Estructuras y Tipos
-Productos que expulsan
7.-Bibliografía
3. INTRODUCCIÓN
A lo largo del tiempo la tierra ha tenido una activad interior, lo
que ha permitido que su estructura y los continentes se hayan
desplazado. Estudiar la estructura interna de la tierra resulta
muy difícil porque su radio medio mide 6.371 km, pero varios
científicos la han estudiado y han descubierto cosas como las
ondas símicas, los aparatos para medirlas y prevenir los
desastres que producen los volcanes y terremotos.
La tierra en su actividad interior produce terremotos, volcanes
y otros fenómenos naturales que es lo que vamos a desarrollar
en este trabajo.
4. Las Ondas Sísmicas
Introducción
Un sismo consiste en la liberación repentina de los esfuerzos impuestos al
terreno. De esta manera, la tierra es puesta en vibración. Esta vibración es
debida a la propagación de ondas.
En un terremoto se transmiten ondas que viajan por el interior de la
tierra. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composición del
interior de la Tierra. A este tipo de ondas se llaman ondas internas, centrales o
de cuerpo, transmiten los temblores preliminares de un terremoto pero poseen
poco poder destructivo. Las ondas de cuerpo son divididas en dos grupos:
ondas primarias (P) y secundarias (S).
También se propagan ondas por la superficie. Son las que más tardan en
llegar. Debido a su baja frecuencia provocan resonancia en edificios con
mayor facilidad que las ondas de cuerpo causando los efectos más
devastadores . Hay ondas superficiales de dos típos: de Rayleigh y de Love.
Ondas Primarias (P)
Las ondas P o Primarias son ondas longitudinales, lo cual significa que el
suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la
propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces de
las ondas S y pueden viajar a través de cualquier tipo de material.
Velocidades típicas son 330 m/s en el aire, 1450 m/s en el agua y cerca de
5000 m/s en el granito.
Ondas Secundarias (S)
Las ondas S o Secundarias son ondas transversales o de corte, lo cual
significa que el suelo es desplazado perpendicularmente a la dirección de
propagación, alternadamente hacia un lado y hacia el otro. Las ondas S
pueden viajar únicamente a través de sólidos debido a que los líquidos no
pueden soportar esfuerzos de corte. Su velocidad es alrededor de 58% la de
una onda P para cualquier material sólido. Usualmente la onda S tiene
mayor amplitud que la P y se siente más fuerte que ésta.
5. Ondas de Rayleigh
Cuando un sólido posee una superficie libre, como la
superficie de la tierra, pueden generarse ondas que viajan a lo
largo de la superficie. Estas ondas tienen su máxima amplitud
en la superficie libre, la cual decrece exponencialmente con la
profundidad, y son conocidas como ondas de Rayleigh en
honor al científico que predijo su existencia. La trayectoria
que describen las partículas del medio al propagarse la onda
es elíptica retrógrada y ocurre en el plano de propagación de
la onda. Una analogía de estas ondas lo constituyen las ondas
que se producen en la superficie del agua.
Ondas de Love
Otro tipo de ondas superficiales son ondas de Love. Las Ondas Love son las
que provocan cortes horizontales en la tierra, estas se generan sólo cuando
un medio elástico se encuentra estratificado, situación que se cumple en
nuestro planeta pues se encuentra formado por capas de diferentes
características físicas y químicas. Las ondas de Love se propagan con un
movimiento de las partículas, perpendicular a la dirección de propagación,
como las ondas S, sólo que polarizadas en el plano de la superficie de la
Tierra. Las ondas de Love pueden considerarse como ondas S "atrapadas"
en la superficie. Como para las ondas de Rayleigh, la amplitud de las
mismas decrece rápidamente con la profundidad. En general su existencia se
puede explicar por la presencia del vacío o un medio de menor rigidez,
tiende a compensar la energía generando este tipo especial de vibraciones.
Velocidad de las Ondas
Se puede demostrar teóricamente y se observa experimentalmente que la
velocidad de las ondas es tal que: VR,L < Vs < Vp. Donde Vp, Vs y VR,L
son las velocidades de las ondas P, S y de Rayleigh y Love respectivamente.
Entre estas dos últimas no puede establecerse un orden de velocidades porque
esta depende de muchos factores y no siempre viajan con la misma velocidad.
Las velocidades de las diferentes ondas dependen de las características del
medio; por ejemplo, en rocas ígneas la velocidad de las ondas P es del orden
de 6 Km/s, mientras que en rocas poco consolidadas es de aproximadamente 2
Km/s o menor.
La secuencia típica de un terremoto es: primero el arribo de un ruido sordo
causado por las ondas("P"), luego las ondas ("S") y finalmente el "retumbar"
de la tierra causado por las ondas superficiales.
6. Estudio del Interior de la Tierra
Litosfera:
La litosfera es la capa más superficial de la Tierra sólida, caracterizada por
su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por una zona externa del
manto y "flota" sobre la astenosfera , una capa “blanda” que forma parte
del manto superior. Tiene un espesor que varía entre aproximadamente 100
km para los océanos y 150 km para los continentes y es la zona donde se
produce, en interacción con la astenosfera, la tectónica de placas.
La litosfera esta fragmentada en una serie de placas tectónicas o
litosféricas, en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos
endógenos, como el magmatismo (incluido el vulcanismo), la sismicidad o
la orogénesis. Las placas pueden ser oceánicas o mixtas, cubiertas en parte
por corteza de tipo continental.
Núcleo:
Es la capa mas interna del planeta se extiende desde los 2,900 km hasta el
interior de la Tierra, situado a 6,321 km de profundidad media. El núcleo
representa el 61% del volumen terrestre y el 31% de la masa planetaria.
Tiene altas temperaturas (5,000-6,000°C). Las ondas sísmicas permiten
subdividirlo en dos partes.
El núcleo externo: se sitúa entre los 2,9000 y los 5,120 km de profundidad y,
pese a las enormes presiones que soporta, se interpreta que debe
encontrarse en estado líquido.
El núcleo interno: Es sólido y en él las densidades aumentan hasta
los 13g/cm3
Manto:
Se encuentra por debajo de la corteza y se extiende en la profundidad con
un grosor aproximado de unos 2,865 km. Este conjunto rocoso presenta el
84% del volumen del planeta y el 69% de su masa total. En el manto se
pueden distinguir dos partes:
El manto superior: tiene un espesor aproximado de unos 1000 km.
En el manto superior se puede distinguir una capa llamada
astenosfera
7. El manto inferior: parece tener un a composición mas homogénea.
Corteza:
Es la capa más superficial y delgada. Su papel es fundamental en la
dinámica de la tierra y en sostenimiento de la biosfera. En ella se
distinguen dos conjuntos de distinto espesor y composición: la corteza
oceánica y continental.
La corteza oceánica: se encuentra en el fondo de las zonas mas
profundas de los océanos. Cubren un 53% de la superficie del
planeta. Tiene un espesor que oscila entre los 6 y 12 km.
La corteza continental: cubre un 47% de la tierra y se encuentra a la
vez, en las zonas emergidas del planeta y en las partes sumergidas de
algunos continentes. Su grosor se sitúa entre los 25 y 70 km. Es mas
profunda por debajo de las grandes cordilleras. Su estructura y
composición son bastantes complejas.La litosfera se divide en dos:
litosfera oceánica y litosfera continental.
TECTONICA DE PLACAS:
Las placas tectónicas están involucradas en la formación, movimiento
lateral, interacción y destrucción de la litosfera. Es el modelo que se
utiliza para explicar el sistema dinámico de la Tierra; el concepto básico
en la tectónica de placas es que la parte mas externa de la Tierra es móvil.
La litosfera es relativamente fuerte y compuesta por piezas o placas, la
litosfera se mueve coherentemente en la superficie de la Tierra, el
movimiento relativo entre placas conduce a tres tipos fundamentales de
frontera.
Las cuales son:
1.- Fronteras Divergentes:
Dos placas se mueven alejándose una con respecto a la otra creando
nueva litosfera, este tipo se da en las dorsales oceánicas, los sismos que
aquí se producen son someros (poco profundos) alineados estrictamente a
lo largo del eje de divergencia, los mecanismos en este tipo de frontera
son normales, la magnitud de los sismos no es mayor a 8.
2.- Fronteras Convergentes:
También conocida como subducción, es donde una placa (oceánica) se
subduce (introduce) sobre la otra (continental), aquí es donde la corteza
oceánica se elimina al penetrar la corteza continental, no se elimina de
8. una manera inmediata, en el sentido que desaparece o se desesintegra
sino que penetra el manto a grandes profundidades, los sismos que se
producen varían en profundidad ya que pueden ser someros o muy
profundos (700 Km.), los mecanismos en este tipo de frontera son
inversos, la magnitud máxima de los sismos no esta bien determinada ya
que se han registrado dos sismos muy grandes: a) Chile con magnitud 9.4
y b) Alaska con Magnitud 9.
3.- Frontera Transcurrentes:
Las placas tienen un movimiento lateral una con respecto a la otra, en este
tipo de frontera no se destruye ni se crea litosfera, los sismos que aquí se
producen son someros, teniendo un corrimiento tan profundo como 25
Km., los mecanismos en este tipo de fronteras son fallamiento de rumbo, la
magnitud de los sismos no es mayor a 8.5.
Discontinuidad de Gutenberg:
Definición:
La discontinuidad de Gutenberg es la division entre manto y
nucleo de la Tierra, situada a unos 2.900 km de profundidad. Se
caracteriza porque las ondas sismicas S no pueden atravesarla
y porque las ondas sismicas P disminuyen bruscamente de
velocidad, de 13 a 8 km/s. Bajo este limite es donde se generan
corrientes electromagneticas que dan origen al campo
magnetico terrestre, gracias a la accion convectiva del roce
entre el nucleo externo, formado por materiales
ferromagneticos y el manto. Lleva el nombre de su descubridor,
Beno Gutenberg, sismologo aleman que la descubrió en 1914.
Discontinuidad de Mohorovicic:
Al analizar los datos de la velocidad de las ondas P y S que atraviesan el
interior de la Tierra se obtuvo la siguiente gráfica: Teniendo en cuenta
los cambios bruscos en la velocidad de las ondas se establecen dos
discontinuidades, una más superficial, denominada discontinuidad de
Mohorovicic, que supone un gran aumento en la velocidad de las ondas y,
otra a los2.900 km, denominada discontinuidad de
9. Gutenberg, no atravesada por las ondas S y que hace disminuir la
velocidad de las ondas P. Así, según estos cambios de velocidad, se
establecen una serie de niveles:
Corteza (A), Manto (B+C+D) y Núcleo (E+F), separados los dos primeros por
la discontinuidad de Mohorovicic, y los dos últimos por la de Gutenberg.
Dentro del Manto se realizan más divisiones atendiendo al incremento en
la velocidad de las ondas sísmicas (superior e inferior), y en el Núcleo se
diferencian: Núcleo externo (fundido) e interno (sólido).Desde el punto de
vista de la tectónica de placas se utiliza también el término Litosfera (A+B)
para referirse a la corteza más la parte del Manto superior, de
profundidad variable y que se traslada solidariamente con ella.
Terremotos:
Un terremoto es el movimiento brusco de la Tierra ,causado por la brusca liberación de
energía acumulada durante un largo tiempo.
-Hipocentro y Epicentro:
Hipocentro: Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía en un
terremoto. Cuando ocurre en la corteza de ella (hasta 70 km de profundidad) se denomina
superficial. Si ocurre entre los 70 y los 300 km se denomina intermedio y si es de mayor
profundidad: profundo (recordemos que el centro de la Tierra se ubica a unos 6.370 km de
profundidad).
Epicentro: Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro. Es,
generalmente, la localización de la superficie terrestre donde la intensidad del terremoto es
mayor. Las características de la falla, sin embargo, pueden hacer que el punto de mayor
intensidad esté alejado del epicentro.
-Intensidad y Magnitud:
Magnitud:
La magnitud es una medida del tamaño del terremoto. Es un indicador de la energía que
ha liberado y su valor es, "en teoría" al menos, independiente del procedimiento físico -
matemático - empleado para medirla y del punto donde se tome la lectura, no se trata de
una escala lineal y también es inexacta la afirmación de que la escala de magnitud va de
1 a 9 o de 1 a 10, dando a entender, de paso, que es lineal. La escala de magnitud no
tiene límites, lo que ocurre es que no hay en ningún lugar del planeta energía elástica
acumulada en cantidad suficiente para sobrepasar cierta magnitud.
10. Intensidad y Escalas:
Escala de Richter:
Representa la energía sísmica liberada en cada terremoto y se basa en el registro
sismográfico.
Es una escala que crece en forma potencial, de manera que cada punto de aumento puede
significar un aumento diez o más veces mayor de la magnitud de las ondas (vibración de la
tierra), pero la energía liberada aumenta 32 veces. Una magnitud 4 no es el doble de 2, sino
que 100 veces mayor.
Magnitud
en
Efectos del terremoto
Escala
Richter
Menos de
Generalmente no se siente, pero es registrado
3.5
3.5 - 5.4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores
5.5 - 6.0 Ocasiona daños ligeros a edificios
Puede ocasionar daños severos en áreas muy
6.1 - 6.9
pobladas.
7.0 - 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daños
Gran terremoto. Destrucción total a comunidades
8 o mayor
cercanas.
Es una escala abierta ,es decir, que no tienen un límite máximo teórico.
Escala de Mercalli:
Creada en 1902 por el sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa
en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las
estructuras y en la sensación percibida por la gente. Para establecer la
Intensidad se recurre a la revisión de registros históricos, entrevistas a la
gente, noticias de los diarios públicos y personales, etc. La Intensidad
puede ser diferente en los diferentes sitios reportados para un mismo
terremoto ( la Magnitud Richter, en cambio, es una sola )y dependerá de
a)La energía del terremoto,
b)La distancia de la falla donde se produjo el terremoto,
c)La forma como las ondas llegan al sitio en que se registra (oblícua,
perpendicular, etc,)
d)Las características geológicas del material subyacente del sitio donde se
registra la Intensidad y, lo más importante,
e)Cómo la población sintió o dejó registros del terremoto.
11. Los grados no son equivalentes con la escala de Richter. Se expresa en
números romanos y es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el
doble de II, por ejemplo.
Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones
Grado I
especialmente favorables.
Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo,
Grado II especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos
suspendidos pueden oscilar.
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
Grado III
motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración
como la originada por el paso de un carro pesado. Duración
estimable
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
Grado IV
puertas; los muros crujen. Sensación como de un carro
pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor
estacionados se balancean claramente.
Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos
despiertan. Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas,
etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de
Grado V
aplanados; caen objetos inestables . Se observan
perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos.
Se detienen de relojes de péndulo.
Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas
atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados
Grado VI
cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o
daño en chimeneas. Daños ligeros.
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;
Grado VII
daños considerables en las débiles o mal planeadas; rotura
de algunas chimeneas. Estimado por las personas
conduciendo vehículos en movimiento.
Grado VIII Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente
bueno; considerable en edificios ordinarios con derrumbe
12. 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 agua de los pozos. Pérdida de control en la
personas que guían vehículos motorizados.
Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las
armaduras de las estructuras bien planeadas se desploman;
Grado IX 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.
Destrucción de algunas estructuras de madera bien
construidas; la mayor parte de las estructuras de
mampostería y armaduras se destruyen con todo y
Grado X 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.
Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie.
Puentes destruidos. Anchas grietas en el terreno. Las
Grado XI tuberías subterráneas quedan fuera de servicio.
Hundimientos y derrumbes en terreno suave. Gran torsión
de vías férreas.
Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno.
Grado XII Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares).
Objetos lanzados en el aire hacia arriba.
Riesgos Sísmicos:
-Predicción:
Actualmente no existe ningún método capaz de predecir el tiempo, lugar y magnitud de
un terremoto. Esta dificultad radica en el comportamiento no lineal y bastante caótico
que tienen los movimientos sísmicos. Es más realista referirse al "riesgo" de terremotos,
ya que no existe una certeza mayor que decir que en cierta zona hay una probabilidad
estadística de que se registre un evento sísmico de magnitud variable desconocida.
SISMÓGRAFO:
Los sismógrafos son aparatos que registran las ondas sísmicas.
13. Los sismógrafos están formados por una mas suspendida de un muelle. La masa tiene un
lápiz, que dibuja una línea sobre un papel enrollado en un cilindro que gira en función
del tiempo. Cuando se produce un terremoto, el cilindro vibra y el trazo del lápiz deja de
ser rectilíneo, ya que registra las vibraciones.
Imágen de un sismógrafo y sus partes.
-Prevención:
Desde el punto de vista práctico, los conocimientos sobre los
Terremotos nos deben servir para tomar medidas que
atenúen sus efectos:
- Establecer normas arquitectónicas y de ingeniería que sean adoptadas
responsablemente por los constructores en el momento de diseñar viviendas e
infraestructura. Estas deberán ser fiscalizadas rigurosamente por las
autoridades ya que a los muertos y heridos de nada les sirve que se adquiera
experiencia cuando ya la desgracia ha ocurrido.
- Realizando simulacros para actuar responsablemente acudiendo a los sitios de
menor riesgo usando las vías adecuadas y evitar caos y pánico.
- Implementando equipos de rescate con personal entrenado que sepa actuar
con presteza en los momentos posteriores a un desastre.
Primero, por el registro de los eventos pasados. Si una zona ha sufrido muchos
terremotos de gran intensidad en el pasado, lo más probable es que tal cosa
ocurra de nuevo. Lógico, pero de poco grado de certeza. Se dice que después
de uno grande, al disiparse la energía, el riesgo de un nuevo evento es más
bajo. Lamentablemente esto no siempre se ha cumplido y en muchas zonas
declaradas de bajo riesgo han ocurrido terremotos de tal magnitud que dejaron
perplejos a sus predictores.
Segundo, por el análisis geológico de la corteza terrestre. La ubicación y el
monitoreo de las fallas de la corteza terrestre nos dan las zonas de
mayor,vulnerabilidad geológica y podemos reducir nuestro territorio de
14. riesgos.
Tercero: los modelos. Existen estudios de modelos de computador en base a
información satelital que nos pueden "mostrar" aquellos puntos en que la
corteza terrestre se está moviendo (aceleración) o está acumulando cierta
tensión.
Volcanes:
-Definición:
La palabra volcán deriva de Vulcano, dios romano
del fuego y de la metalurgia.
Es un punto de la superficie terrestre que puede
encontrarse en los continentes o en el fondo de los
océanos por donde son expulsados al exterior el
magma, los gases y los líquidos del interior de la
tierra a elevadas temperaturas.
-Estructura:
En un volcán se pueden distinguir las siguientes partes:
Cono volcánico: elevación del terreno producida
por la acumulación de productos de erupciones
volcánicas anteriores.
Cráter: zona de salida de los productos volcánicos.
Chimenea: conducto de salida que una la cámara
magmática con el exterior.
Cámara magmática: zona en el interior de la
corteza terrestre donde se acumula el magma.
Fumarolas: son emisiones de gases de las lavas
en los cráteres.
Solfataras: son emisiones de vapor de agua y
ácido sulfhídrico.
Mofetas: Son fumarolas frías que desprenden
dióxido de carbono.
Géiseres: son pequeños volcanes de vapor de
15. agua hirviendo.
-Tipos:
Los volcanes se clasifican atendiendo al tipo de erupción que presentan:
Tipo Hawaiano
Son volcanes de erupción tranquila,
debido a que la lava es muy fluida.
Los gases se desprenden fácilmente
y no se producen explosiones. El
volcán que se forma tiene apariencia
de escudo, ya que la lava, al ser muy
fluida cubre una gran extensión antes
de solidificarse.
Tipo Estromboliano
Son volcanes con erupciones violentas. La lava es
viscosa, no se desliza fácilmente y forma pequeños
conos volcánicos donde se producen explosiones
con lanzamiento de lapilli y cenizas volcánicas. Las
lavas pueden recorrer 12 km antes de solidificarse.
Tipo Vulcaniano o Vesubiano
Son volcanes con erupciones muy
violentas. Las lavas son muy viscosas
y se solidifican en la zona del cráter,
produciéndose explosiones que,
incluso, llegan a demoler la parte
superior del cono volcánico.
16. Volcán peleano.
Tipo Peleano
Volcanes con erupciones extremadamente violentas. La lava tiene una
altísima viscosidad. Por ello, la chimenea del volcán se obstruye al
solidificarse la lava. Los gases se acumulan en la cámara magmática,
incrementando la presión, por lo que termina explotando todo el aparato
volcánico. El más famoso de estos volcanes fue el situado en la isla de
Krakatoa. Esta isla casi desapareció después de la erupción del volcán.
Tipo Islándico: Se origina a lo largo de una dislocación
de la corteza terrestre, que puede tener varios kilómetros.
Las lavas que fluyen a lo largo de la rotura son fluidas y
recorren grandes extensiones formando amplias mesetas.
-Productos Volcánicos:
Los productos volcánicos son aquellos que salen del interior del volcán
cuando entra en erupción. Éstos pueden ser:
17. Sólidos
Se denominan Piroclástos
(piedras ardientes). Son lanzados
con fuerza al exterior por la acción
de los gases que se acumulan en
el interior del volcán. Pueden ser
pequeños, como las cenizas
volcánicas, medios como el lapilli, o
grandes, como las bombas
volcánicas.
Fundidos
El conjunto de materiales fundidos que expulsa un volcán
se denomina lava. Este material se mueve por la ladera
del volcán como un río ardiente. Este río se conoce como
colada de lava. En la imagen se puede observar el
trayecto de ese río de lava a través del valle.
Gases
Los gases que libera un volcán suelen ser
vapor de agua y compuestos azufrados.
