Ondas sismicas en agua

Sismología/ siesmologia

El encargado del estudio de estas ondas es la sismología o siesmología es una rama de la geofísica , se encarga de estudiar a propagación de las ondas elásticas (sísmicas) que se propagan dentro y fuera de la tierra y terremotos. El estudio de la propagación de ondas sísmicas desde determinar del hipocentro (o foco), la localización del sismo y el tiempo que este haya durado.
La sismología tiene como objetivo principal:

• La prevención del daño sísmico.
• Dar a conocer los daños causados por el sismo en la región determinada.
• Estudiar las ondas sísmicas con el fin de conocer la estructura interna que se generan en el interior de la tierra.
• El estudio de el origen de los sismos.

La mecánica de los medio elásticos determinan la propagación por los terremotos y por lo tanto, sus velocidades dependen de las características elásticas del medio.
La sismología incluye, el estudio de maremotos y marejadas asociadas (tsunamis) y vibraciones previas a erupciones volcánicas.
En sismología se determina el tipo de onda de acuerdo a su velocidad, existen dos tipos de ondas, las de mayor velocidad y las que no tiene tanta velocidad.

Origen de los terremotos tsunamigénicos

En general los terremotos se originan en los límites de placas tectónicas y son producto de la acumulación de tensiones por interacciones entre dos o más placas. Para comprender el origen de los movimientos en las placas tectónicas se debe de conocer un poco de la estructura terrestre. La tierra se establece en dos grandes criterios diferentes. Según su composición química el planeta se puede dividir en 3 capas principales, núcleo(exterior e interior), manto y la corteza terrestre, según sus componentes geológicas se definen la litosfera, la astenosfera, la mesosfera y el núcleo (externo e interno), que en conjunto forman la geosfera también conocida como tierra solida .

4 capas de la tierra

En la física aristotélica, la palabra geosfera se aplicaba a cuatro lugares esféricos naturales, anidados concéntricamente alrededor del centro de la Tierra, como describe Aristóteles en sus lecturas Física (Aristóteles) y Meteorológica, donde explica el objeto de la ciencia meteorológica o atmosférica.

• Núcleo :Está compuesto ampliamente de hierro (Fe) (80 %), junto con níquel (Ni) y varios elementos más ligeros

• Manto: El manto está compuesto por rocas silíceas, más ricas en hierro y magnesio que la corteza. El manto se extiende hasta los 2890 km , esto hace que sea una de las capas mas grandes del planeta.
• Corteza terrestre: Es la capa más superficial donde habitamos, está formada por roca, la corteza terrestre es una capa fina; su grosor oscila entre 11 km en las dorsales oceánicas y 70 km en las grandes cordilleras terrestres como los Andes y el Himalay.

Las placas tectónicas son fragmentos de la litosfera, compuesta por la parte superior del manto superior y la corteza terrestre, que se comportan como una capa fuerte, relativamente fría y rígida. Las placas de la litosfera son más delgadas en los océanos, donde su grosor varía de unos cuantos kilómetros en las dorsales oceánicas hasta 100 kilómetros en las cuencas oceánicas profundas

Los terremotos "tsunamigénicos" generalmente están asociados a zonas subducción.Las Zonas de Subducción ( choque de placas) son cuando el movimiento realizado por las placas es de aproximación y obliga a una de las placas (la más densa) a introducirse bajo la otra en un proceso que se denomina subducción y estas corresponden a las placas de la corteza terrestre en que las corrientes descendentes del manto producen el choque de estas, en donde una placa se superpone a otra y la empuja hacia abajo, hacia el interior del manto, donde los materiales rocosos se vuelven a fundir. Muchas zonas de subducción se encuentran bordeando la cuenca del Pacífico, la gran mayoría de los tsunamis ha ocurrido en el Océano Pacífico. Las mayores concentraciones están definidas: América del Sur y Central, Alaska, Islas Aleutianas, Península de Kamchatka, Islas Kuriles, Japón y el Pacífico Suroeste.

Para que se genere el tsunami se deben de cumplir las siguiente condiciones:

1. El epicentro del sismo esté en el mar o la mayor parte de su área de ruptura, esté bajo el lecho marino y a una profundidad menor a 6O km (sismo superficial).
2. Que ocurra en una zona de hundimiento de borde de placas tectónicas, es decir que la falla tenga movimiento vertical y no sea solamente de desgarre con movimiento lateral.
3. El sismo debe de liberar suficiente energía en un cierto tiempo, y que ésta sea eficientemente transmitida.

Una vez generado el tsunami, las olas viajan sobre la superficie del océano en todas las direcciones en forma de anillos concéntricos. Los tsunamis alcanzan longitudes de onda que superan los 50 kilómetros y pueden llegar hasta 1000 kilómetros, en tal caso el efecto orbital es constante y vigoroso en cualquier parte del fondo marino, ya que no existen profundidades semejantes en los océanos.

Tsunami vs olas de mar

Las características de un tsunami y de las olas de mar provocadas por el aire difieren notablemente. Toda onda tiene un efecto orbital que alcanza una profundidad igual a la mitad de su longitud de onda; así una ola generada por el viento sólo en grandes tormentas puede alcanzar unos 300 metros de longitud de onda, lo cual indica que ejercerá efecto hasta 150 metros de profundidad.

En cambio Los tsunamis tienen longitudes de onda que superan los 50 kilómetros y pueden alcanzar hasta 1000 kilómetros, el efecto orbital es constante y vigoroso en cualquier punto del fondo marino, ya que no existen profundidades semejantes en los océanos.La energía destructora de un tsunami no está acumulada en su altura, sino en la cantidad de agua que pone en movimiento.

Por consecuencia el paso de un tsunami en océano profundo no se puede detectar por una embarcación, es imposible observar el cambio de nivel del mar del orden del metro con un período de 20 minutos sobre una longitud de onda de 200 km. Por lo tanto, las embarcaciones sólo estarán seguras en alta mar y no en los puertos no como sucede con los oleajes.

La velocidad de las ondas del tsunami sólo depende de la profundidad del océano. Al llegar a la costa las olas pueden alcanzar grandes alturas y contener suficiente energía como para ocasionar graves daños a las viviendas, estructuras costeras y a los pobladores. El tsunami es como un muralla de agua de gran elevación que puede penetrar varios kilómetros playa adentro.

Una onda esta conformada por crestas y valles, y lo primero en llegar a la costa puede ser un valle. Eso quiere decir que una gran ola se está formando allí atrás, chupa el agua que está delante de ella, y, por tanto, el mar retrocede de las playas. El retroceso puede llegar a medio kilómetro en sólo diez minutos.

Tipos de ondas sísmicas

Las ondas sísmicas son oscilaciones que se propagan desde una fuente (foco o hipocentro) a través de un medio material elástico (sólido y líquido) transportando energía mecánica. Las ondas sísmicas se dividen en dos grandes grupos: Ondas Internas(corpóreas) y Ondas Superficiales , dentro de estos dos grupos existen cuatro tipos de ondas sísmicas: P, S, L y R.

Ondas internas

Las ondas internas , centrales o de cuerpo, viajan por el interior de la tierra. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de la refracción de ondas de luz. 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).

ONDAS PRIMAS

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La velocidad de las ondas P es de alrededor de 7 km/s o mas, tiene una velocidad mayor que las ondas S. las ondas P son ondas longitudinales, su característica principal es que suelo se comprime y se dilata en dirección de la propagación en forma alternada en la misma dirección en que viaja. Estas ondas son capaces de viajar a través de las rocas sólidas así como de líquidos, por ejemplo océanos o magma volcánico. Además, las ondas "P" son capases de transmitirse a través de la atmósfera, por lo que en ocasiones son percibidas por personas y animales como un sonido grave y profundo.

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

$\bullet$ $v_{p}$ es la velocidad de la onda P.

$\bullet$ $k$ es el módulo de compresibilidad, el cual es un número que indica que tanto se reduce el volumen del medio al ser sometido a una presión o comprensión determinada.

$\bullet$ $\mu$ es el módulo de rigidez, el cual es un número que expresa la resistencia del medio de ser deformado.

$\bullet$ $\rho$ es la densidad del medio.

ONDAS SECUNDARIAS

Bibliografía

• https://www.ign.es/web/resources/docs/IGNCnig/SIS-Teoria-Sismologia.pdf
• https://www.inocar.mil.ec/web/index.php/estudio-de-tsunamis/71-origen-de-un-tsunami
• https://es.wikipedia.org/wiki/Sismolog%C3%ADa#:~:text=Sismolog%C3%ADa%20%2D%20Wikipedia%2C%20la%20enciclopedia%20libre
• https://post.geoxnet.com/glossary/ondas-sismicas/
• Tarbuck, E. J. & Lutgens, F. K. 2005. Ciencias de la
• Tierra, 8ª edición. Pearson Educación S. A., Madrid.
• ISBN 84-205-4400-0
• https://www.medellin.unal.edu.co/~rrodriguez/geologia/sismica.htm