Ondas sismicas

Sismología

La Sismología es la ciencia que estudia los aspectos relacionados con la recurrencia de temblores de tierra, terremotos o sismos, es decir, a través de la ocurrencia de los terremotos, su distribución espacio temporal, mecanismos en el foco y liberación de energía, pone de manifiesto los procesos dinámicos que están sucediendo en la Tierra. Asimismo, el estudio de la propagación de las ondas producidas por los terremotos nos da información sobre su estructura interior, las regiones que la forman y la distribución en ellas de la densidad y de las constantes elásticas.

La propagación de las ondas producidas por los terremotos está determinada por la mecánica de los medios elásticos y, por tanto, sus velocidades dependen de las características elásticas del medio, cuya distribución puede estudiarse mediante la observación de los tiempos de recorrido y amplitudes de estas ondas. Las soluciones obtenidas para las ondas elásticas representan dos tipos de ondas (llamadas internas o de volumen) que se propagan con distinta velocidad. Las de mayor velocidad, y por tanto las primeras en llegar, son las llamadas ondas P, que corresponden a ondas longitudinales. Las segundas en aparecer, debido a su menor velocidad, son las ondas S, que tienen carácter transversal.

El estudio de estas ondas se realiza mediante las leyes de la reflexión y refracción, ya que la Tierra está formada por capas de distinto material. Sus trayectorias y tiempos de llegada se determinan, bien considerando capas planas, cada una de velocidad constante o aumentando con la profundidad, o bien considerando la Tierra esférica.

Amisaday (discusión)

Origen de los terremotos o sismos

Gracias a la sismología se tiene el conocimiento de la estructura interna de la tierra, los cuales son importantes recordar para entender a los terremotos. De forma simplificada, el planeta esta conformado por un núcleo, hecho principalmente de metales como el hierro y el níquel; después, está el manto, compuesto de silicatos base de sodio, calcio y potasio; por último, se tiene a la corteza terrestre, que es la capa de roca más externa de la tierra.

Cierta zona de la tierra, la cual es la corteza terrestre y parte exterior del manto, puede considerarse como un cuerpo rígido "flotando" en el resto del manto en donde pueden ocurrir movimientos como si se tratara de un fluido. Sin embargo, la semejanza a la naturaleza de un fluido solo es correcta cuando se consideran tiempos muy extensos (tiempos geológicos).

La litósfera (el cascarón exterior del planeta) está conformado por varias "placas" que hacen contacto entre sí, lo cual hace que esta parte de la tierra no sea continua sobre su superficie. Las placas se mueven relativamente entre ellas gracias a que, a lo largo de estas, se aplican fuerzas que se cree que se generan por las corrientes de convección dentro del planeta. Este movimiento relativo ocurre cuando surge más litósfera en los margenes de las placas o cuando las placas se enciman unas con otras (esto último de conoce como subducción).

Las corrientes de convección se manifiestan normalmente en fluidos como el agua, pero hay que recordar que parte de la tierra puede ser considerada como un fluido si se toman tiempos extensos.

Claramente, las placas no son lisas; cuando dos de ellas entran en contacto tratan de detenerse mutuamente con las fuerzas de fricción, pero a medida que la fuerza de tensión sigue aumentando se libera el movimiento. Este movimiento no es continuo; las placas trataran de detenerse en todo su trayecto y las fuerzas de tensión aumentarán haciendo que vuelvan a moverse. La liberación repentina de esfuerzos impuestos al terreno genera los temblores alrededor de la región. Los planos de deslizamiento entre placas se llaman fallas y el lugar donde comienzan provocando el temblor se llama foco; la proyección de este último en la superficie terrestre se llama epicentro.

La zona donde se tocan las placas se llama zona de Wadati-Benioff.

Tipos de ondas sísmicas y su propagación

Las fallas de las placan liberan un esfuerzo que se manifiesta en ondas que, dependiendo en la zona dónde se transmiten, pueden considerarse como internas o superficiales.

Ondas internas

Son las que se transmiten en el interior de la tierra. Estas ondas se estudian como las que se propagan en cuerpos sólidos (ya que esta zona de la tierra es considerado como un sólido elástico). Se pueden transmitir de dos maneras: a través de ondas P u ondas S. Estas ondas forman curvas en sus trayectorias en el interior de la tierra ya que la densidad de esta es muy variada.

Ondas superficiales

Ondas P

Se transmiten a través de perturbaciones y rarefacciones, es decir, las partículas del medio se mueven en la dirección en la que se propaga la onda; también se les conoce como ondas de comprensiónLas ondas P son 1.7 más rápidas que las ondas S; su velocidad esta dada por:

$ v_{p} = \sqrt{{k + {3 \over 4}{\mu}} \over \rho} $

Donde $v_{p}$ es la velocidad de la onda P; $k$ es el módulo de comprensibilidad; $\mu$ es el módulo de rigidez y $\rho$ es la densidad del medio. En este caso, la roca de la tierra es la que sufre las comprensiones y rarefacciones.

Archivo:Onda P2.gif

Ondas S

Aquí, las partículas del medio se mueven en la dirección en la que se propaga la onda; también se le conocen como ondas de comprensión. Son más lentas que las P; su velocidad está dada por:

$ v_{s} = \sqrt{{\mu} \over \rho} $

Las variables tienen el mismo significado que en las ondas P. El movimiento transversal lo realiza la sección de roca a la que le llega la perturbación.

Ondas Rayleigh en un medio semi-infinito

Amisaday (discusión)