A propósito del terremoto del 27

de febrero de 2010: algo sobre sismos y

otros… en Chile.

Pangea: el origen de los sismos

•La Teoría de la Deriva Continental, de 1912, por Wegener.•Esto hace 300 millones de años, luego de sucesivas “fragmentaciones y uniones” de los continentes, en los 4.600 millones de años anteriores de la Tierra, y ahí empezó todo… hasta llegar a los sismos de hoy en día.

Pangea: el origen de los sismos

Placas en el Mundo, “… y sin embargo se mueve…”

Círculo de Fuego del Pacífico: Tectónica de Placas

Tectónica de Placas en Chile: Nazca y Sudamericana

Tectónica de Placas en Chile: Nazca y Sudamericana

Tecnicismos Telúricos

Tipos de Ondas que se perciben en un sismo

Tipos de Ondas que se perciben en un sismo

Tipos de Ondas que se perciben en un sismo

Tipos de Ondas que se perciben en un sismo

Tipos de Ondas que se perciben en un sismo

Escala sismológica de Richter

• Como se muestra en esta reproducción de un sismograma, las ondas P se registran antes que las ondas S: el tiempo transcurrido entre ambos instantes es Δt. Este valor y el de la amplitud máxima (A) de las ondas S, le permitieron a Richter calcular la magnitud de un terremoto.

• La escala sismológica de Richter, también conocida como escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar el efecto de un terremoto, denominada así en honor del sismólogo estadounidense Charles Richter (1900-1985).

Desarrollo• Esta escala de magnitud local y solo aplicable a los terremotos originados en la falla

de San Andrés, fue desarrollada por Charles Richter con la colaboración de Beno Gutenberg en 1935, ambos investigadores del Instituto de Tecnología de California, con el propósito original de separar el gran número de terremotos pequeños de los menos frecuentes terremotos mayores observados en California en su tiempo. La escala fue desarrollada para estudiar únicamente aquellos terremotos ocurridos dentro de un área particular del sur de California cuyos sismogramas hayan sido recogidos exclusivamente por el sismómetro de torsión de Wood-Anderson.

Escala sismológica de Richter

• Richter calculó que la magnitud de un terremoto o sismo puede ser medida conociendo el tiempo transcurrido entre la aparición de las ondas P y las ondas S, y la amplitud de éstas. Las primeras hacen vibrar el medio en la misma dirección que la del desplazamiento de la onda, son ondas de compresión y expansión. De velocidad de propagación muy rápida (de 5 a 11 km/s), son las primeras en aparecer en un sismograma. A continuación, llegan las llamadas ondas S, que hacen vibrar el medio terrestre en sentido perpendicular a la dirección de su desplazamiento.

Escala sismológica de Richter

• Richter desarrolló la siguiente ecuación:

donde:

• = amplitud de las ondas en milímetros, tomada directamente en el sismograma.

• = tiempo en segundos desde el inicio de las ondas P al de las ondas S.

• = magnitud arbitraria pero constante a terremotos que liberan la misma cantidad de energía.

• El uso del logaritmo en la escala es para reflejar la energía que se desprende en un terremoto. El logaritmo incorporado a la escala hace que los valores asignados a cada nivel aumenten de forma exponencial, y no de forma lineal. Richter arbitrariamente escogió un temblor de magnitud 0 para describir un terremoto que produciría un desplazamiento horizontal máximo de 1 μm en un sismograma trazado por un sismómetro de torsión Wood-Anderson localizado a 100 km de distancia del epicentro. Esta decisión tuvo la intención de prevenir la asignación de magnitudes negativas. Sin embargo, la escala de Richter no tenía límite máximo o mínimo, y actualmente habiendo sismógrafos modernos más sensibles, éstos comúnmente detectan movimientos con magnitudes negativas.

• Debido a las limitaciones del sismómetro de torsión Wood-Anderson usado para desarrollar la escala, la magnitud original ML no puede ser calculada para temblores mayores a 6,8 grados. Varios investigadores propusieron extensiones a la escala de magnitud local, siendo las más populares la magnitud de ondas superficiales Ms y la magnitud de ondas de cuerpo Mb.

Escala sismológica de Richter

Problemas de la escala sismológica de Richter• El mayor problema con la magnitud local ML o de Richter radica en que es

difícil relacionarla con las características físicas del origen del terremoto. Además, existe un efecto de saturación para magnitudes cercanas a 8,3-8,5, debido a la ley de Gutenberg-Richter del escalamiento del espectro sísmico que provoca que los métodos tradicionales de magnitudes (ML, Mb, MS) produzcan estimaciones de magnitudes similares para temblores que claramente son de intensidad diferente. A inicios del siglo XXI, la mayoría de los sismólogos consideró obsoletas las escalas de magnitudes tradicionales, siendo éstas reemplazadas por una medida físicamente más significativa llamada momento sísmico, el cual es más adecuado para relacionar los parámetros físicos, como la dimensión de la ruptura sísmica y la energía liberada por el terremoto.

• En 1979, los sismólogos Thomas C. Hanks y Hiroo Kanamori, investigadores del Instituto de Tecnología de California, propusieron la escala sismológica de magnitud de momento (Mw), la cual provee una forma de expresar momentos sísmicos que puede ser relacionada aproximadamente a las medidas tradicionales de magnitudes sísmicas.

Escala sismológica de Richter

Magnitud de Ondas Superficiales(Ms) • Esta escala se basa en la amplitud máxima producida por las ondas

superficiales Rayleigh con período en el rango de 18 a 22 segundos. La expresión para determinar su valor es la siguiente:

Ms = log10 (A/T) + 1.66 log10 D + 3.30

Donde A es la máxima amplitud horizontal del terreno medida en micrómetros, T es el período de la onda en segundos y D la distancia epicentral en grados.

Tabla de magnitudes• La mayor liberación de energía que ha podido ser medida ha sido

durante el terremoto ocurrido en la ciudad de Valdivia (Chile), el 22 de mayo de 1960, el cual alcanzó una magnitud de momento (Mw) de 9,5.

• A continuación se muestra una tabla con las magnitudes de la escala y su equivalente en energía liberada.

Escala sismológica de RichterMagnitud

Richter Equivalencia de la energía TNT

Referencias

–1,5 1 g Rotura de una roca en una mesa de laboratorio

1,0 170 g Pequeña explosión en un sitio de construcción

1,5 910 g Bomba convencional de la II Guerra Mundial

2,0 6 kg Explosión de un tanque de gas

2,5 29 kg Bombardeo a la ciudad de Londres

3,0 181 kg Explosión de una planta de gas

3,5 455 kg Explosión de una mina

4,0 6 t Bomba atómica de baja potencia.

5,0 199 t Terremoto en Albolote de 1956 (Granada, España)

5,5 500 t Terremoto en Colombia (El Calvario, Meta, Colombia; 2008

6,0 1.270 t Terremoto de Double Spring Flat de 1994 (Nevada, Estados Unidos)

6,2 Terremoto de Morón (2009) (Venezuela) Estado Carabobo

6,5 31.550 t Terremoto de Northridge de 1994

Escala sismológica de Richter7,0 199.000 t

Terremoto de Hyogo-Ken Nanbu de 1995 (Japón) Terremoto de Puerto Príncipe de 2010 (Haití)

7,2 250.000 t Terremoto de Spitak 1988 (Armenia) Terremoto en Puerto Rico 21 enero2

7,5 750.000 t Terremoto de Santiago de 1985 (Chile) Terremoto de Caucete 1977 (Argentina)

7,8 1.250.000 t Terremoto de Sichuan de 2008 (China)

8,0 5.850.000 t Terremoto del Perú de 2007 (Pisco, Perú)

8,1 6.450.000 t Terremoto de México de 1985 (Distrito Federal, México)

8,5 31,55 millones de t Terremoto de Sumatra de 2007

8,8 100 millones de t Terremoto de Chile de 2010 (150 kilómetros al noroeste de Concepción)

9,0 150 millones de t Terremoto de Lisboa de 1755

9,2 220 millones de t Terremoto del océano Índico de 2004 Terremoto de Anchorage de 1964 (Alaska, Estados Unidos)

9,5 260 millones de t Terremoto de Valdivia de 1960 (Chile)

10,0 6.300 millones de t Estimado para el choque de un meteorito rocoso de 2 km de diámetro que impacte a 25 km/s

13,0 108 megatones = 100 teratones

Impacto en la península de Yucatán que causó el cráter de Chicxulub hace 65 Ma3 4 5 6 7

Otra comparación de “tamaño” de sismos

Escala de Intensidades de MercalliGrado Descripción

I. Muy débil

Imperceptible para la mayoría excepto en condiciones favorables.

II. Débil Perceptible sólo por algunas personas en reposo, particularmente aquellas que se encuentran ubicadas en los pisos superiores de los edificios. Los objetos colgantes suelen oscilar.

III. Leve

Perceptible por algunas personas dentro de los edificios, especialmente en pisos altos. Muchos no lo reconocen como terremoto. Los automóviles detenidos se mueven ligeramente. Sensación semejante al paso de un camión pequeño.

IV. Moderado

Perceptible por la mayoria de personas dentro de los edificios, por pocas personas en el exterior durante el día. Durante la noche algunas personas pueden despertarse. Perturbación en cerámica, puertas y ventanas. Las paredes suelen hacer ruido. Los automóviles detenidos se mueven con más energía. Sensación semejante al paso de un camión grande.

V. Poco Fuerte

La mayoría de los objetos se caen, caminar es dificultoso, las ventanas suelen hacer ruido.

Escala de Intensidades de Mercalli

VI. Fuerte

Lo perciben todas las personas, muchas personas asustadas suelen correr al exterior, paso insostenible. Ventanas, platos y cristalería dañadas. Los objetos se caen de sus lugares, muebles movidos o caídos. Revoque dañado. Daños leves a estructuras.

VII. Muy fuerte

Pararse es dificultoso. Muebles dañados. Daños insignificantes en estructuras de buen diseño y construcción. Daños leves a moderados en estructuras ordinarias bien construidas. Daños considerables estructuras pobremente construidas. Mampostería dañada. Perceptible por personas en vehículos en movimiento.

VIII. Destructivo

Daños leves en estructuras especializadas. Daños considerables en estructuras ordinarias bien construidas, posibles colapsos. Daño severo en estructuras pobremente construidas. Mampostería seriamente dañada o destruida. Muebles completamente sacados de lugar.

IX. Ruinoso

Pánico generalizado. Daños considerables en estructuras especializadas, paredes fuera de plomo. Grandes daños en importantes edificios, con colapsos parciales. Edificios desplazados fuera de las bases.

X. Desastroso

Algunas estructuras de madera bien construida destruidas. La mayoría de las estructuras de mampostería y el marco destruido con sus bases. Rieles doblados.

XI. Muy desastroso

Pocas, si las hubiera, estructuras de mampostería permanecen en pie. Puentes destruidos. Rieles curvados en gran medida.

XII. Catastrófico

Destrucción total con pocos sobrevivientes. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionadas.

Diferencia de “tamaños” de un sismo• La cantidad de energía irradiada por un sismo es una medida del

potencial de daño a las estructuras. El cálculo de esta magnitud requiere la suma del flujo de energía sobre un amplio rango de frecuencias generadas por un sismo. Debido a limitantes instrumentales, la mayoría de cálculos de energía han dependido históricamente de la relación empírica desarrollada por Beno Gutenberg y Charles Richter.

Log10E = 11.4 + 1.5 Ms

Luego:

Log10E2-Log10E1=1.5x(Ms2-Ms1)

Log10DE=1.5DMs DE=101.5DMs

Donde la energía E es expresada en Ergios.

Diferencia de “tamaños” de un sismo

De esta forma se tiene:

DMs DE

1 32 2 1000 3 31623

Lo anterior puede explicarse que, en términos de energía liberada, para igualar a un terremoto Magnitud 8 se necesitan 32 terremotos magnitud 7 o bien 1000 sismos magnitud 5.

Sismicidad en Chile

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?•Chile tiene dos sismos entre los 5 más grandes MEDIDOS en el mundo. El primero y el quinto. Es un récord del cual no debemos sentirnos orgullosos.•En promedio en los últimos 5 siglos, Chile tiene un terremoto destructor de magnitud 7.5 cada 10 años en alguna parte de su territorio.•El nivel de sismicidad de Chile es tal que desde 1962 a 1998 se produjeron más de 4000 sismos magnitud 5 o superior. Datos a la fecha no conocemos.•La mayor parte de esta actividad se produjo en la zona Norte del país. Hasta esa fecha había una relativa “calma sísmica” desde el paralelo 35º hacia el sur, atribuible a la laguna sísmica de Constitución-Concepción y al evento de Mayo de 1960. (Paralelo 35º Sur, entre Curicó y Curepto).•Chile se caracteriza por dos zonas de subducción normal y una zona de subducción subhorizontal. La primera de Arica a Copiapó, ángulo entre 25º y 30º, con importante actividad sísmica profunda (hasta 600 Km.). La segunda de Copiapó al río Aconcagua, ángulo de 10º, con actividad sísmica no más profunda que 200 Km. La tercera desde el río Aconcagua al sur, con ángulo de 30º, con actividad sísmica no más profunda que 200 Km.•Esto determina la topografía y geología en superficie: cordillera-valle-cordillera en los dos casos extremos y valles transversales en el caso subhorizontal.

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?• Los sismos se pueden producir en la zona de flexión de la placa que subducta, en la zona de contacto con la placa que cabalga o sismos que se generan en la placa que subducta (intraplaca). Existen además casos de sismos transcordilleranos y de sismos por “descuelgue” de la placa que subducta, hacia el Manto Superior.

GAP o Lagunas Sísmicas

GAP o Lagunas Sísmicas

¿Qué somos desde el punto de vista sísmico?• Se sabe con certeza: existirán sismos donde siempre ha habido sismos.• La mayor cantidad de los sismos Chilenos son en la zona de contacto entre las placas de Nazca y Sudamericana.• Una vez activada una zona de laguna sísmica (se produjo un gran evento), esta zona se mantendrá en una relativa “calma” hasta volver a generarse suficiente energía por deformación, que produzca luego la ruptura en la zona de contacto. Pero 1985 – 1971 son un contraejemplo de lo anterior, luego esto debe tomarse con cautela: podría ser falso.• Aún cuando las zonas de lagunas sísmicas son conocidas, no necesariamente se pueden repetir los sismos asociados a esta laguna sísmica, de la forma como se manifestaron anteriormente. Como ejemplo se menciona 1906 con 1971 – 1985.•1939 en Chillán, 1965 La Ligua y 1997 en Pichidangui fueron intraplaca. 1958 Cajón del Maipo fue superficial. 1950 en Norte Grande profundo y cercano a la Cordillera. Estos son algunos de los casos documentados de sismos “exóticos” en Chile.•El daño que producen los sismos depende de: los ingenieros, los constructores, el tipo de suelo, tamaño del sismo, la profundidad, ubicación, LA EDUCACIÓN DE LA GENTE RELATIVA A LOS SISMOS, y uno que otro etc.

El sismo del 27 de febrero de 2010

This map shows the predicted (theoretical) travel times, in minutes, of the compressional (P) wave from the earthquake location to points around the globe.

Sismo del 27 de Febrero de 2010 Epicentro en Cobquecura

Longitud de ruptura: 390 Km

Mw= 8.8

profundidad=35 Km

Intensidades percibidas

aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

Réplicas del sismo del 27 febrero de 2010en una longitud aproximada de 570 Km. al 28/02.

Lo que puede venir

¿Qué podemos esperar?

La laguna sísmica más importante que queda es el norte de Chile y sur de Perú. Corresponde a los sismos de 1868 y 1877.Las zonas son de aproximadamente 500Km cada una (Mw = 9) en cada caso, por lo que son de la mayor relevancia actualmente.No se conoce historial anterior en esta zona, por lo que no se puede indicar periodicidad para esta zona. Podría pensarse tal vez que en la zona se puedanproducir sismos que, reunidos, correspondan a cada uno de los eventos que se mencionan (hipótesis optimista), pero se debiera pensar en el caso pesimista para poder prepararse para él o los eventos que nos preocupan. Esa es la gran tarea que viene para el Norte de Chile y el Sur de Perú.

¿Qué podemos esperar?

En Chile Central ha ocurrido lo siguiente:

¿Qué podemos esperar?

• El sismo más grande de la zona Central, del cual se tiene conocimiento, corresponde al sismo de 1730, con Mw estimada de 9.• Hay sismo relevantes del siglo 19, los cuales no se conocen en detalle.• El período de recurrencia, válido sólo para Valparaíso, es de 83 +- 9 años.• Existe una laguna, activada en 1997, en el paralelo 30º (Illapel), y otra al sur del paralelo 35º, de las cuales no se tiene el período de recurrencia.• Se sabía, hasta antes del 27 de febrero de 2010, que el terremoto de 1985 había detenido su ruptura al norte de la laguna sísmica de Constitución – Concepción.• Entre los paralelos 36º y 37.3º (Cauquenes y Los Angeles) no había ocurrido un sismo desde 1835, el cual destruyó Concepción y se estima en una Mw cercana a 9 (¿no parece que esto se repitió el 27 de febrero?). Esta zona ya había tenido grandes sismos en 1570, 1657 y 1751 (recurrencia de 90 +- 5 años). 1928 en Talca (Mw < 8) se ajusta, pero por su magnitud no es comparable a los sismos que ya habían ocurrido en la zona. De lo anterior, no fue el equivalente a 1928 el sismo que

ocurrió el 27 de febrero, al parecer ERA EL DE 1835.

Tsunamis o Maremotos

Como se forman los tsunamis o maremotos

Sistema mundial de alerta de tsunamis

Sistema mundial de alerta de tsunamis

Tsunami (maremoto)del Sismo del 27 de febrero de 2010, Cobquecura

El Terremoto no ha terminado… empezaron recién sus consecuencias.

FIN