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Sismos: qué son, por qué ocurren y cómo se registran

Cuando la Tierra se mueve, la humanidad escucha. Fuerte recordatorio del poder de la Naturaleza, los sismos han inspirado mitos y leyendas en el folklore de diversos pueblos y culturas.

Aunque un sismo dura sólo hasta 60 segundos, la energía que libera puede destruir ciudades enteras y cobrar miles de vidas humanas si un país no cuenta con una cultura de prevención sísmica adecuada.&a

Desde 1857, cuando surgieron los primeros análisis científicos sobre el origen y causas de los sismos, la sismología ha ayudado a comprender la naturaleza de la actividad sísmica y sus riesgos.&

Un sismo es un movimiento vibratorio que se origina en el interior de la Tierra y se propaga por ella en todas direcciones en forma de ondas. El punto interior de la Tierra donde se origina un temblor se denomina hipocentro o foco, y puede estar a una profundidad que varía desde unos miles de metros hasta más de 650 kilómetros, mientras que se le conoce como epicentro al punto de la corteza terrestre ubicado directamente por arriba del foco, y es en sus alrededores donde se observa la mayor intensidad de un temblor.

La explicación del origen de muchos fenómenos sismológicos sólo se validó hasta la década de 1960 con el surgimiento de la teoría de la Tectónica de Placas. Que revoluciona e integra las ramas de las Ciencias de la Tierra. Esta teoría mostró que la superficie de la Tierra está formada por una serie de fragmentos rígidos de cientos kilómetros de espesor llamados ‘placas’, que se desplazan sobre la superficie del planeta sobre un estrato de material viscoso llamado astenosfera.

El desplazamiento de una placa con respecto a otra se lleva a cabo a lo largo de grandes fallas geológicas, que son fracturas que separan dos bloques de roca, los cuales pueden deslizarse uno respecto al otro en forma paralela a la fractura. El proceso hace que se acumule gradualmente energía elástica, y cuando ésta rebasa la resistencia de las rocas, se origina un deslizamiento que resulta en un sismo.

Baja California se encuentra en una zona de actividad sísmica debido a su ubicación en una placa diferente a la del resto del país y su conexión al sistema de fallas geológicas conocido como la Falla de San Andrés, el área de contacto o frontera entre dos de las grandes placas tectónicas del mundo: la Placa del Pacífico y la Placa de Norteamérica. Esta falla tiene una longitud de más de 1,250 kilómetros y se extiende a profundidades de más de 15 kilómetros.

¿Por qué tiembla en Baja California?

En Baja California tiembla debido a que el proceso de separación de la península respecto del macizo continental es aún activo a lo largo del sistema de fallas conocidas como San Andrés-Golfo de California.Se sabe que la península de Baja California es parte de la Placa del Pacífico mientras que el resto del país (México) está ubicado en la Placa de Norteamérica. Diversos estudios han demostrado que el movimiento relativo entre estas dos placas es de aproximadamente 6 centímetros por año.

La causa de un temblor es la liberación súbita de energía dentro del interior de la Tierra por un reacomodo de ésta. Este reacomodo se lleva a cabo mediante el movimiento relativo entre placas tectónicas. Las zonas en donde se lleva a cabo este tipo de movimiento se conocen como fallas geológicas y a los temblores producidos se les conoce como sismos tectónicos. No obstante, existen otras causas que también producen temblores. Ejemplo de ello son los

producidos por el ascenso de magma hacia la superficie de la Tierra, lo que se conoce como sismos volcánicos.

La actividad sísmica global se concentra en bandas o zonas estrechas, continuas y sinuosas, las cuales definen las fronteras de alrededor de las 15 o más placas tectónicas que constituyen la parte más superficial de la Tierra. Estas placas colisionan en algunas zonas y se separan en otras, desplazándose con una velocidad de movimiento relativo de entre 1 cm y unos 10 cm por año, lo que puede llegar a ser 75 km en un millón de años, un tiempo corto en términos geológicos. A medida que éstas se mueven, se acumula tensión en la parte más superficial de la Tierra.

Con el tiempo, en las fallas existentes a lo largo de los bordes de las placas o cerca de ellos se originan desplazamientos abruptos y se producen temblores. Después de cada temblor se inicia nuevamente el ciclo de recarga de tensión que dará lugar a sismos futuros. La interacción global entre las placas es la causa de la continua actividad sísmica en nuestro planeta.

¿Qué es una placa tectónica?

Es una gran capa de roca sólida, de forma irregular y generalmente compuesta de material oceánico y continental. Su tamaño puede variar de unos cientos a miles de kilómetros cuadrados; las placas del Pacífico y Antártica están entre las de mayores dimensiones. El espesor de las placas varía considerablemente, pudiendo ser de unos 15 km en litósfera oceánica joven a unos 200 km o más en litósfera continental vieja (por ejemplo hacia el interior de Norte y Sur América).

Hasta la fecha, nadie ha sido capaz de predecir el advenimiento de un terremoto. Los temblores no se pueden prevenir, pero el daño que éstos pueden causar puede ser reducido con un diseño apropiado de las estructuras, con programas de prevención ante emergencias, con la concientización de la población y con construcciones edificadas con un buen estándar de seguridad, lo que se le conoce como cultura de prevención sísmica.

Los daños causados por un terremoto son el resultado de factores tales como la magnitud del terremoto, la duración del movimiento del suelo, el tipo de suelo y el tipo de construcción. La duración del movimiento sísmico depende de la magnitud del temblor, de la distancia que existe entre quien lo percibe y el epicentro, y de la geología en el sitio del observación, y va desde 10 a 20 segundos cuando la magnitud del temblor es de 6 a 7 hasta casi un minuto en sismos de magnitudes mayores.

Ciertas construcciones no son suficientemente resistentes al movimiento lateral que ocasionan los terremotos, y mientras más tiempo oscilen más severo será el daño que éstas puedan sufrir, por lo que es necesario estudiar el riesgo sísmico de una zona urbana establecida en un área de actividad sísmica. Este riesgo se refiere a la probabilidad del daño a las construcciones y el número de personas que resultarán lesionadas o muertas en el caso de un fuerte temblor, y varía dependiendo de la cercanía a las fallas activas, al tipo de suelo, al potencial de firmeza o asentamiento del suelo y a la edad y diseño de las edificaciones.

El reconocimiento de estos factores proporciona las bases para la planeación de futuros complejos habitacionales con un peligro sísmico reducido. Edificaciones importantes, tales como hospitales y escuelas, deberán construirse en los lugares más seguros, mientras que las áreas de mayor riesgo tendrán que ser usadas para parques o pequeñas edificaciones.

Aunque nada puede hacerse para evitar que los temblores ocurran, sí se puede aprender a vivir con los problemas que éstos pueden ocasionar. Al construir en áreas sísmicas, las normas de construcción antisísmica deberán adecuarse continuamente usando bases de datos cada vez mejores y más completas con información relacionada con el comportamiento dinámico del suelo, de las estructuras que éste soporta y de la interacción entre ambos, para que las obras tengan la capacidad para resistir los fuertes embates de los temblores, y para ello es necesario el trabajo en equipo de ingenieros, geólogos y los científicos que estudian específicamente este fenómeno: los sismólogos.

¿Puede la actividad humana provocar sismos?

Mito:

La actividad humana no tiene efecto alguno sobre el origen o control de la actividad sísmica.

Realidad:

Las actividades humanas pueden ser la causa directa o indirecta de la ocurrencia de temblores a través de la inyección de fluidos de deshecho en pozos profundos ó del llenado de una presa. Tales actividades incrementan la deformación en las rocas de una zona de actividad sísmica, acelerando así el deslizamiento de las rocas a lo largo de fallas pre-existentes.

Sin embargo, el evento más grande que ha sido inducido por inyección de fluidos tuvo una magnitud de 5.5 y fue en las montañas Rocosas de Denver Colorado. Por otro lado, no se han logrado correlaciones claras de las detonaciones nucleares con ninguna actividad sísmica, lo cual se explica al considerarse que los temblores ocurren a grandes profundidades y que la escala de las fuerzas que los generan está muy por arriba de las posibilidades humanas.

Uno de los principales retos para el sismólogo, el científico que se dedica a estudiar la actividad sísmica en el planeta, es explicar las características de los movimientos del suelo (aceleración, velocidad y desplazamiento) ya registrados y predecir estos movimientos para terremotos futuros.

La sismología es una ciencia relativamente joven, que se considera comenzó con la invención de los primeros sismógrafos en 1880 por John Milne, y evolucionó gracias a científicos notables como Charles F. Richter y Giuseppe Mercalli, pioneros de las escalas que hoy llevan su nombre.

En un principio, el tamaño de un temblor se medía únicamente por los efectos y daños que éste producía en un lugar determinado, a lo que se conoce como intensidad del sismo. La escala de intensidad más utilizada es la de Mercalli modificada. Esta escala es útil para zonas en donde no existen instrumentos que registren los movimientos sísmicos (sismógrafos).

Actualmente se usa la magnitud, la cual permite clasificar a los sismos con base en la amplitud de onda máxima registrada por un sismógrafo. El concepto de magnitud de un temblor se fundamenta en que la amplitud de las ondas sísmicas es una medida de la energía liberada en el foco (origen del temblor). La magnitud es un parámetro que propuso Charles F. Richter en 1935 para clasificar los sismos del sur de California, pero que su uso se ha extendido a otras regiones del mundo.

Durante los últimos años, los sismólogos han preferido el uso del momento sísmico para cuantificar el tamaño de un temblor, por ser éste uno de los parámetros sísmicos que se determinan con mayor precisión. Este parámetro está basado en el principio de que el movimiento a lo largo de una falla lo produce un par de fuerzas que actúan en sentido opuesto a uno y otro

lado de la falla. El momento sísmico es función del desplazamiento relativo a lo largo de la falla, del área de ruptura y de la rigidez del medio en que el temblor se origina, y fue calculado por primera vez por Keiiti Aki en 1966, a partir de las características de las ondas sísmicas registradas, para el sismo de Niigata de 1964.

¿Qué es la Teoría de la Tectónica de Placas?

La teoría que explica el proceso cinemático y las implicaciones de los movimientos relativos entre placas se conoce como Tectónica de Placas. Esta teoría evolucionó de la hipótesis de la dispersión del fondo oceánico y fue claramente establecida entre los años 1963-1967, y una contribución muy importante a la hipótesis de la Tectónica de Placas fue proporcionada por la sismología.

Con base en un gran número de sismos ocurridos entre 1961 y 1967, Barazangi y Dorman (1969) delinearon las múltiples zonas de actividad sísmica del mundo. Estas zonas sísmicas, estrechas, continuas y que nunca se cruzan, marcan las fronteras de varias placas rígidas que encajan perfectamente unas con otras para constituir la superficie entera de la Tierra. A primera aproximación, estas placas no se deforman internamente, sino que toda la deformación ocurre en sus fronteras que es donde se llevan a cabo los deslizamientos relativos entre ellas, aunque ahora se sabe que, aunque a un nivel menor, es posible que exista deformación en el interior de las placas.