Las ondas sísmicas son repercusiones consecutivas que se propagan a través de la corteza interna y superficie de la tierra cuando las placas tectónicas se desplazan o se rompen, produciendo los llamados movimientos sísmicos. Conoce más de este tema leyendo este artículo.
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Explicación de las ondas sísmicas
Se consideran oscilaciones que provienen de un núcleo llamado epicentro, el cual produce un movimiento muy fuerte, debido al desplazamiento de las placas tectónicas o por la fractura de una parte de la corteza interna de la tierra, se propagan a través de la tierra o en el agua.
Se denominan corpóreas cuando el movimiento de desplazamiento es a través de la tierra, que a su vez pueden ser primarias o secundarias, también estas ondas pueden ser elásticas, cuando se desplazan en el agua, o cuando sucede un movimiento sísmico en el fondo del mar.
Estas ondas se dividen en Ondas Love y ondas Rayleigh, que posteriormente analizaremos, las ondas no se producen si previamente no hay una fuente de energía que genere una liberación de fuerza para su desplazamiento, en la ciencia de Geología las denominan de tres maneras.
Las ondas “P”, las “S” y las superficiales, estas últimas son las que realmente sienten las personas, a través de la superficie terrestre, las dos primeras se propagan en la parte interna de la corteza terrestre. Las ondas sísmicas dependen de varios elementos que se deben tomar en cuenta:
- Características del terreno, el cual dependiendo de sus condiciones pueden llegar a aumentar su fuerza o disminuir su intensidad.
- Potencia del movimiento inicial de las placas o las rocas. Estos movimientos en ocasiones pueden ser horizontales o verticales, y según sea el caso generan una gran cantidad de energía que determinará la velocidad de la onda.
- En el agua las ondas se convierten en tsunamis que las características de las corrientes y vientos oceánicos, podrán aumentar su volumen y tamaño.
- Las velocidades dependen de su fuerza, generalmente se propagan en la corteza terrestre, por lo que deben generar suficiente energía para mover los elementos internos de la corteza y llegar miles de kilómetros. Vea también Tipos de sismos
Características de las ondas sísmicas
Aunque los geólogos han estudiado por años el comportamiento de los sismos y sus diversas formas, existen una cantidad de situaciones muy similares en las que ocurren estas ondas sísmicas, esta información le puede servir al lector para orientarse un poco más sobre el comportamiento de este fenómeno:
- Generalmente se propagan hacia cualquier lugar, no tienen un sentido definido después que ocurre la generación de energía.
- Las ondas pueden incluso cruzarse sin suceder ningún cambio en sus direcciones, no se ha dado la situación de chocar y devolverse, siempre mantienen su curso definido después de la generación.
- La velocidad de la onda depende primordialmente de las condiciones físicas de la corteza terrestre, el impacto que se siente en la superficie dependerá fundamente de esta variable, llamada en Geología interferencia.
- La flexión de la onda generalmente es constante hasta que llegan al punto de culminación o muerto que es cuando paulatinamente y después de grandes cantidades de kilómetros se dispersan y desaparecen.
- En el océano la propagación y la intensidad son mayores, el agua densamente es más liviana que la tierra, por ser un líquido, las variables en este elemento se suceden cuando existen grandes corrientes marinas que pueden aumentar o disminuir las amplitudes de ondas.
- Existen dos tipos de ondas llamadas primarias o superficiales, cada una tiene características diferentes que posteriormente serán descritas, ambas repercuten directamente en el movimiento de la corteza y la superficie terrestre.
- Al igual que todas las ondas existentes se caracterizan por la amplitud, la cual es la distancia máxima que adquiere una onda en forma vertical también se considera como el movimiento desde el punto central hasta la zona más plana.
- El ciclo de la onda sísmica se establece en el recorrido u oscilación desde que comienza su trayectoria de la cresta hasta el punto donde toca el nivel inferior.
- Contienen crestas, definidas como la parte más elevada de la onda, es el punto máximo a donde puede llegar la onda.
- La elongación se le considera al desplazamiento perpendicular que realiza en un tiempo determinado.
- La cantidad de ondas que se suceden en un período de tiempo se denomina frecuencia, en el caso de las ondas sísmicas estas nunca tienen un número de ondas definidas por sucesos sísmicos.
- Su longitud de onda varía según la distancia destino donde se recibe el movimiento, esta longitud depende de varias situaciones, el tamaño, y la elongación, se expresa en S.M.D (Sistema métrico decimal), metros o kilómetros.
- Velocidad de propagación, consiste en el espacio de tiempo que recorre una onda en una distancia definida.
Tipos de ondas sísmicas
Diversas maneras de interpretación con respecto a las ondas se consigue en distintas páginas web, sin embargo en este artículo nos enfocaremos en el punto de vista donde la onda repercute más en la población, estos tipos de ondas que veremos son las longitudinales y las transversales.
Longitudinales
Llamadas ondas primarias “P”, también llamadas planas o de compresión, se desarrollan comprimiendo y dilatando el suelo en forma de propagación, se desplazan en cualquier tipo de elemento, sirviendo su velocidad como una fuerza que puede variar según las condiciones y el lugar donde se desplacen.
La geofísica ha estudiado minuciosamente este tipo de ondas desde hace muchos años, estableciendo fórmulas y teorías sobre la motivación que lleva a este movimiento comportarse de esa manera, algunos relacionan con otras áreas científicas su comportamiento, para buscar algún tipo de respuestas.
El físico Jean Baptiste Biot, de origen francés, dedicó parte de su vida a estudiar el fenómeno de las ondas sísmicas, clasificó el tipo de onda y el elemento donde se podía desplazar, estableciendo una clase de onda según este criterio.
Biot, consideró que cada onda se propaga de manera diferente, por tal motivo estableció que la onda propagada en medios que eran muy porosos, se encontraban saturados de líquidos, por tal motivo la onda presentaba perturbaciones a las que llamó ondas de presión de primera especie.
El científico establecía que estas ondas correspondían a un tipo de movimiento que variaba en líquidos y sólidos, hacia que la misma se comportara de manera diferente en cada situación, pudiendo estudiar cada variación que se desarrollara en su trayecto, tales como velocidad, fuerza, altura, entre otras cualidades.
Transversales
Este tipo de onda, llamada en el mundo de la geología como “ES”, también secundarias, se caracterizan por desplazarse de manera transversal en función de la dirección de propagación, su velocidad es menor que las ondas “P” inversa a la dirección de propagación. Su velocidad es menor que la de las ondas primarias.
El motivo de su lentitud proviene del origen primario de las ondas, aparecen en el suelo posteriormente a las primeras, generan oscilaciones durante el movimiento sísmico, y son las responsables de ocasionar los mayores daños en la superficie, las personas las sienten con mayor magnitud.
Tienen la cualidad de trasladarse a través de elementos líquidos, la velocidad aproximada oscila entre 5 y 7 km/segundo. Biot las denominó de segunda especie, pero consideró que podía propagarse a través de sólidos., muy al contrario de otros físicos que negaban esta propuesta.
Según Biot, pudo demostrar que estas ondas se desplazan a velocidades diferentes que las ondas “P”, por lo que pudo explicar, estas ondas tienden a disiparse más rápido y su amplitud a disminuir de manera más considerable, dependiendo del origen y la distancia de su formación.
El movimiento en la tierra es perpendicular, por lo que pueden ser más peligrosas que las ondas “P”, su amplitud es mayor, se alternan de un lado a otro, y en la superficie, las personas sienten una especie de bamboleo, lo que hace difícil mantener el equilibrio en el suelo.
Ondas sísmicas largas
Ondas “L” o largas, son aquellas que se manifiestan y se propagan en la superficie de la tierra, consideradas las responsables de los terremotos, y se vinculan directamente con el epicentro o núcleo donde se genera la liberación de energía.
Aunque se relacionan con las ondas “S”, estas ondas se establecen en función de su propagación, hasta donde un onda sísmica puede alcanzar distancias. Lo interesante es que, la propagación puede alcanzar miles de kilómetro.
Ondas Rayleigh
Las ondas que viajan a través de las superficies libremente, sin conseguir ningún obstáculo, se consideran ondas del tipo Rayleigh, denominadas de esa manera en honor al científico que logró descifrar ese fenómeno, el consideró que las ondas en su trayectoria, contienen partículas que se propagan de forma elíptica retrógrada.
Esto quiere decir que son muy parecidas a las ondas que se manifiestan en el agua cuando se arroja una piedra, o se tiempla una soga muy larga, el movimiento generado lleva consigo una cantidad de elementos, pero sobre todo la forma que permite hacer contacto con la corteza.
Se pueden producir en varias formas, a través de impacto o por transducciòn (Transferencia de fuerza o energía), propagándose en forma de elipse en planos normales y paralelos a la dirección de propagación, las ondas incluyen movimientos longitudinales y transversales, (”P” y “S”)
La velocidad aumenta o disminuye a medida que recorre las distancias, no solo se aplica a la actividad sísmica, sino a otras áreas de la ciencia, el desplazamiento en el agua es totalmente variado cuando se aplican los términos de Rayleigh.
Los elementos de su propagación varían según las características del elemento que utilice para desplazarse. El tratado de los estudios de estas ondas es muy amplio, existen una larga investigación por parte de científico al respecto, fórmulas, teoremas y teorías sobre el comportamiento real de este fenómeno natural.
Ondas Love
Son llamadas de esa manera en honor a su Augustus Edward Hough Love, quien concretó la hipótesis de que estas ondas de tipo superficial se manifiestan de manera polarizadas en forma horizontal. Son el resultado de él la interacción de ondas tipo “S”.
Estas se propagan en una capa superficial elástica, la cual está por debajo de otra capa terrestre, en la ciencia de la sismología las ondas Love, son llamadas también ondas “Q” (del alemán Quer, que significa lateral), se consideran a las ondas sísmicas horizontales y superficiales, las causantes del desplazamiento del terreno.
Durante un terremoto, estas ondas trasladan el suelo de manera lateral, aislado en unos centímetros la superficie de la tierra, con respecto a otra parte de ella, el científico demostró con fórmulas matemáticas, la presencia de estas ondas en el año de 1911.
Estas ondas se transmiten a una velocidad más baja que las ondas “P” y “S”, pero más rápidas que las ondas Rayleigh. La apreciación de estas ondas solo sucede cuando una capa de menor velocidad se superpone a varias capas de mayor velocidad.
La amplitud que es el movimiento máximo de las partículas que la conforman, disminuye muy rápidamente a medida que va adquiriendo profundidad, mientras que al llegar a la superficie, liberan la energía a través de sacudidas muy fuertes de manera transversales.
Las ondas que se manifiestan en la superficie, tienden a decaer más despacio, sin embargo cuando ocurre un terremoto, las ondas Love pueden rodear el espacio de tierra varias veces antes de disiparse, esto quiere decir que son amortiguadas con más lentitud, pero más visibles al ser humano.
En otra época se tenía la creencia de que los animales como perros y gatos tenían la facultad de predecir los terremotos, sin embargo y es una verdad, ellos tienen la cualidad de sentir las vibraciones unos minutos antes, debido a que son más sensibles a los movimientos terrestres.
Muy fácilmente, estos animales pueden sentir la presencia de las ondas sísmicas, algunos minutos antes de ocurrir el movimiento, son muy sutiles a las ondas tridimensionales que anteceden a las ondas Love y las de tipo “P”y “S”. (Ver artículo: ¿Cómo se producen los terremotos?).
Ondas sísmicas internas
En términos generales se consideran a todas las ondas que se generan dentro de la corteza terrestre después que se genera la liberación de energía en el epicentro o núcleo, esta energía produce una cantidad de ondas que son interpuestas en la corteza terrestre.
Estas ondas son las responsables de generar la fuerza necesaria para transmitir energía y fuerza posteriormente en la superficie terrestre que se convertirán en sismos o terremotos, causantes de los mayores daños a personas y estructuras.
Existen una ondas internas llamadas de corte, y son aquellas que deforman el sólido o la roca de manera perpendicular, propagándose de manera vertical, son un poco más fuertes y generan las llamadas ondas “P” y “S”. estas no son percibidas por los seres humanos, pero si por los sismógrafos.
Velocidad de las ondas sísmicas
Las velocidades de desplazamiento de las ondas sísmicas, es lo que permite su propagación, depende mucho de las características del suelo o medio para desplazarse, por lo que no existe una constante en la velocidad de desplazamiento, por ello la energía liberada no será la misma.
Es decir, si se produce una liberación de engría de 8 grados en la escala de Richter en Japón y San Francisco, las velocidades de ondas en cada lugar serán totalmente diferentes, la causa principal como se explicó al principio dependen de las condiciones del suelo.
En rocas ígneas se ha demostrado que la velocidad puede llegar a 6 Km/s, mientras en rocas consolidadas y fuertes puede llegar a los 2 Km/h, en cortezas terrestres menos sólidas, las velocidades pueden llegar a los 8 Km/s, de manera que la fuerza con que genera un sismo, no necesariamente va a tener el mismo impacto en todos lados.
Aunque parezca extraño, estas ondas se propagan en condiciones líquidas de manera más lenta, sus velocidades pueden ser entre 1 y 3 Km/s, el cambio la velocidad de adquiere las aguas cuando consiguen corrientes marinas internas que impulsan esas ondas llevándolas a miles de kilómetros de distancia.
Las condiciones en el mar, al igual que en la corteza terrestre, permiten variar la velocidad de desplazamiento de las ondas, en muchos casos, los océanos contienen aguas que son más cálidas o frías, e incluso un poco menos densa según el nivel de salinidad, de manera que la propagación y la velocidad de los tsunamis, está supeditada también a estas condiciones. (Ver artículo: ¿Qué hacer en caso de tsunami?).
Diferencia de las velocidades
Para comprender un poco más este fenómeno, debemos saber que cuando sentimos los embates de un movimiento telúrico, la primera sensación es un agitamiento del suelo, en ese momento estamos en presencia de las ondas P.
Estas son las responsables de emitir las sacudidas de varias maneras, posteriormente se sienten las ondas S y por último las ondas superficiales, cada una depende de su origen, y sirven en muchos casos para identificar el foco o epicentro de liberación de energía.
En el caso de las ondas que se generan en el fondo del mar, sucede algo similar a cuando cae una roca en un estanque, las ondas que se generan son grandes y se van propagando hasta conseguir un punto final. Aunque este tipo de olas son muy poco frecuente, para que adquieran un gran tamaño, debería generarse una inmensa fuerza en el fondo del mar.
Ondas sísmicas misteriosas
Recientemente se detectaron una gran cantidad de ondas en baja frecuencia por espacio de veinte minutos, el hecho se registró en todo el planeta, las ondas fueron captadas por casi todos los institutos a nivel mundial, el fenómeno generó una gran preocupación, ya que ningún organismo lograba dar con el epicentro de donde provenían las ondas.
En la superficie, ninguna persona puede percibirlas, ni tampoco se reportaron daños en estructuras ni superficie. Las ondas comenzaron a sentirse alrededor de las 9:·0 de la mañana bajo la costa de Mayotte, una pequeña isla francesa, ubicada en África, específicamente en Madagascar.
Inmediatamente los sismógrafos ubicados en Kenia, Etiopía y Zambia comenzaron a detectar el movimiento, posteriormente la perturbación se comenzó a recibir en Chile,Nueva Zelanda, Canadá y Hawai, las distancias entre un punto a otro llegaron a ser de casi 18.000 km.
Los servicios de emergencia en casi todo el planeta se comenzaron activar, pero pasados los veinte minutos, se había detenido el movimiento, las autoridades a nivel mundial, aún no saben a qué se debió este fenómeno, en la actualidad se considera un gran misterio, ya que por primera vez, se había sentido un movimiento sísmico en casi todo el planeta.
Ciclón y ondas sísmicas
Aunque parezca increíble, recientemente ocurrió al norte del océano Atlántico un ciclogénesis explosivo, el cual no es otra cosa que la formación de un ciclón que por su inmensa fuerza, pueda causar pequeños temblores, llamados también microsismos.
Este fenómeno poco usual en la naturaleza, pero sobre todo en el océano, ocurre en las profundidades de la tierra, cuando un viento excesivamente fuerte, alteró el movimiento de las olas, tocando las ondas el fondo marino y el suelo terrestre, generando las ondas sísmicas.
El fenómeno permitió que se detectaran ondas tipo “P” y “S”, algo inusual en este tipo de fenómenos, lo que lleva a explicar que la magnitud del ciclón fue sencillamente gigantesco. El hecho fue registrado en el centro y sur de Japón, donde los sismógrafos detectaron una actividad inusual, que provenía del océano.
Esto permitió a los investigadores identificar tanto la dirección como la distancia de la fuente del sismo, concluyendo que el microsismo había sido originado por una ciclogénesis explosiva generada en el Atlántico norte.
El oleaje de un ciclogénesis es muy fuerte y causa pequeños temblores, que realmente no son detectados por los humanos, pero si detectados por los sismógrafos, además pueden ser percibidos a miles de kilómetros del epicentro. Este fenómeno permitió aportar nuevas informaciones con respecto al comportamiento de la superficie terrestre en el fondo del océano.
Como este, y otros fenómenos más, existen en la corteza terrestre, los sismólogos, diariamente se encuentran con casos extraños de ondas sísmicas, que en ocasiones les lleva encontrar su procedencia, las inmensas fuerzas que diariamente ejerce la corteza central del planeta, nos dicen que nuestro mundo se encuentra constantemente en movimiento.
Otros datos
Los científicos han buscado alguna respuesta y las que han encontrado son las siguientes razones; por un lado se cree que desde el mes de Mayo hay una gran actividad sísmica en la isla de Mayotte, desde hace más de un mes se han registrado suficientes movimientos telúricos, lo que hace presumir que el suceso está relacionado con esta situación.
El organismo Francés encargado de las investigaciones sísmicas, anunció que probablemente en esta región , se está generando un nuevo centro de actividad volcánica, nunca había existido tanto movimiento en esta zona, por lo que se cree que pudieran venir movimientos de más envergadura que alteren la tranquilidad de la zona.
Se comenzaron a elaborar estudios, enviando a investigadores al fondo del mar, donde supuestamente ocurrió el hecho, para tratar de comprobar si existen algún indicio que pueda ayudar a descifrar el misterio y comprobar la presencia de una erupción volcánica submarina.
Tecnología de punta
Recientemente se ha comenzado a utilizar la tecnología más avanzada para investigar las ondas sísmicas, en el lecho marino, en algunos lugares resultaba complicado ubicar los epicentros debido a la profundidad en el cual se encuentran.
En ocasiones se sabe de su existencia a través de radares y sensores, pero analizar y presentar informes más detallados, es el próximo paso que se está dando en el estudio geológico a través de los diferentes institutos a nivel mundial.
Resulta que ciertas empresas dedicadas a la elaboración, desarrollo y distribución de la tecnología en fibra óptica, han optado por presentar el proyecto, en función de aprovechar los últimos movimientos telúricos que están ocurriendo en el mundo, para ayudar a detectar en las profundidades marinas, la forma y el comportamiento de las ondas en el fondo del mar.
La tecnología apunta a un desarrollo de aparatos que serían colocados en lugares de la corteza marina, los cuales y a través de la fibra óptica, pueden enviar en cuestión de segundos, toda la información que esté relacionada con los movimiento tectónicos.
Lo interesante de este proyecto, es que inmediatamente se tendría la información del comportamiento y desplazamiento de las ondas sísmicas, sin tener que esperar el reporte gráfico que habitualmente se recibe en los sismógrafos convencionales. Así mismo la empresa tiene la capacidad de amoldar los aparatos de medición a la tecnología de avanzada.
La propuesta es muy relevante y emprendedora, para desarrollar estudios más eficientes en la búsqueda de información para seguir conociendo y aprendiendo de este fenómeno. El gran detalle en este ambicioso proyecto es la parte de los recursos económicos.
La implementación de tan aventurado proyecto, implica la inversión de grandes cantidades de dinero, en el cual algunos políticos no están de acuerdo, y consideran que basta la información que se recopila con los instrumentos actuales para seguir desarrollando las investigaciones.
Mientras esto se discute, se planifica y se proyecta, el planeta sigue su emisión de ondas sísmicas, por todo el mundo, los seres humanos en algunos países ya esta adaptados a los movimientos, y esperando siempre que nunca pasen a ser propagaciones muy grandes que puedan causar un gran daño a la humanidad. Vea también: Megaterremotos
Video
A continuación te mostramos un video con el objeto de apreciar las características y los elementos que componen las ondas sísmicas.
