Ondas de choque sísmicas

Los terremotos son locos desastres naturales de los que todos hemos oído hablar, pero que tal vez nunca hayamos experimentado. En cualquier caso, sabemos lo que ocurre: la tierra tiembla rápidamente y causa daños a los edificios y propiedades de la zona. ¿Pero sabías que la sacudida que experimentamos durante un terremoto es en realidad una onda de choque? Es posible que también hayas oído hablar de las ondas de choque, por ejemplo, cuando un látigo es azotado, o un avión se desplaza muy rápidamente en el cielo. Todas ellas son ondas de choque, pero las ondas de choque que se producen durante un terremoto son bastante diferentes. ¿Qué tienen que ver las ondas de choque con los terremotos y cómo funcionan? Averigüémoslo.

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    Definición de las ondas de choque de un terremoto

    Antes de entrar en los detalles de las ondas de choque que se producen durante los terremotos, asegurémonos primero de que sabemos exactamente qué es un terremoto y qué entendemos por ondas de choque en el contexto de los terremotos.

    Un terremoto es una liberación súbita de energía de deformación acumulada en la corteza terrestre.

    Cuando se produce un terremoto, la energía se libera y se propaga en todas direcciones, alejándose de la fuente como las ondas en un estanque. Estas perturbaciones que se propagan por las capas de la Tierra se conocen como ondas de choque u ondas sísmicas.

    Lasondas de choque u ondas sísmicas son una forma de propagación de la energía que resulta de los terremotos y viaja a través de las capas de la Tierra.

    Concretamente, esta compresión debe producirse a una velocidad elevada, la velocidad del sonido. La velocidad del sonido es de 343 metros por segundo (\(\mathrm{m/s}\)), y si un objeto se desplaza por un medio a esta velocidad, se producirá una onda de choque.

    Cuando se produce una onda de choque, el punto en el que se origina experimenta intensos cambios físicos en un abrir y cerrar de ojos. La temperatura en esta región aumenta masivamente durante un pequeño espacio de tiempo, así como la densidad del material, ya que la Presión ha empujado gran parte del medio hacia este único punto durante un breve espacio de tiempo.

    Ondas de choque de un terremoto Gráfico que muestra un ejemplo de terremoto StudySmarter

    Fig. 1: Así se ve un terremoto bajo tierra. Dos placas tectónicas se desplazan, provocando las ondas de choque descritas anteriormente. El punto central que vemos aquí se conoce como epicentro del terremoto.

    Ahora ya tenemos una idea de lo que son las ondas de choque en general,

    podemos entrar en más detalles respecto a las ondas de choque de los terremotos. Cuando se trata de terremotos, normalmente no las llamamos ondas de choque, sino ondas sísmicas. Estas ondas sísmicas se llaman ondas de choque igual que las que acabamos de describir, pero no son ondas de choque en el mismo sentido.

    Las ondas sísmicas se producen por la liberación repentina de presión causada por la Fricción entre placas tectónicas en las profundidades del subsuelo. La liberación repentina de esta presión da lugar a ondas de energía que se dirigen hacia la superficie. Existen varios tipos diferentes de ondas sísmicas cuando se produce un terremoto, con distintas propiedades y momentos en que se producen para cada una de ellas, pero llegaremos a eso más adelante. Estas ondas de choque son las que sentimos y experimentamos cuando se produce un terremoto en el lugar donde vivimos: ¡la violenta sacudida del suelo es el resultado del paso de una onda de choque a través de él!

    Terremoto Ondas de choque Límites de placas tectónicas StudySmarter

    Fig. 2: Este es un mapa que muestra las líneas en las que es más probable que se produzcan terremotos en la Tierra, conocidas como "líneas de falla".

    El primer terremoto registrado se produjo en China en el año 1.177 a.C. ¡Hace más de 3.000 años!

    Tipos de ondas de choque terremotos

    Como hemos comentado anteriormente, los terremotos generan más de un tipo de onda de choque. Existen cuatro tipos diferentes de ondas de choque, todas ellas con propiedades distintas.

    Ondas P

    Las ondasP son la primera de las ondas de choque que se producen tras el terremoto, y una de las dos principales ondas de choque que se producen en general. Esta onda también se conoce como onda compresiva, y además es longitudinal. Esto significa que la onda crea zonas de compresión y dilatación que se desplazan a lo largo de la superficie de la tierra, perturbando cualquier cosa que se encuentre en este suelo a medida que lo atraviesa. Comoéste es el primer tipo de onda de choque que se produce en un terremoto, es la primera onda de choque detectable por la tecnología.

    Un GIF de una onda P mientras se desplaza por el suelo.Fig. 3: Una onda P en acción. Se pueden ver compresiones y facciones raras.

    Ondas S

    Las ondasS son el segundo tipo de onda de choque que se produce tras el terremoto, y también la segunda de las dos ondas de choque principales que se producen en general. Se diferencian de las ondas P en que son ondas transversales en lugar de longitudinales. Esto significa que son las ondas que se propagan perpendicularmente a la dirección de oscilación, por lo que la oscilación es perpendicular a una onda P. Como estas ondas son transversales, las ondas S no pueden viajar a través del líquido, lo que incluye el magma y la roca fundida bajo la superficie de la Tierra. Estas ondas de choque también pueden denominarse ondas cortantes.

    Un GIF de una onda S mientras se desplaza por el suelo.Fig. 4: Una onda S en acción.

    Ondas de Rayleigh

    Las ondas de Rayleigh pueden ser un tipo de onda de choque que se produce en un terremoto y de la que no habías oído hablar antes. Las ondas de Rayleigh se desplazan por la superficie terrestre siguiendo un patrón elíptico. Por ello, las ondas de Rayleigh tienen una componente horizontal y otra vertical en sus ondas de choque.

    Un GIF de una onda Rayleigh mientras se desplaza por el suelo.Fig. 5: Una onda de Raleigh en acción.

    Ondas de amor

    Las ondas de amor también son un tipo de onda de choque que se produce en un terremoto y con la que quizá no estés familiarizado. Las ondas de amor también son ondas superficiales, es decir, que se desplazan por la superficie de la Tierra. Esto las hace bastante similares a las ondas de Rayleigh, sin embargo, la diferencia clave es que las ondas de Amor viajan como una onda transversal frente al movimiento más elíptico de las ondas de Rayleigh.

    Un GIF de una Onda de Amor mientras se desplaza por el suelo.Fig. 6: Una onda de Amor en acción.

    Velocidad de las ondas de choque del terremoto

    Como sabemos, los terremotosgeneran más de un tipo de onda de choque. Como resultado, estos distintos tipos de ondas de choque se mueven a velocidades diferentes.

    Las ondas P tienen una gama de velocidades, desde \(629\,\mathrm{m}/s\) hasta \(2599\,\mathrm{m}/s\). Las ondas S son más lentas que las ondas P, y oscilan entre aproximadamente \(288\,\mathrm{m/s}) y \(1200\,\mathrm{m/s}). Podemos pensar que las ondas de Rayleigh son como ondas en el agua, que viajan a unos pocos kilómetros por segundo. Del mismo modo, las ondas de Amor viajarán entre \(2-6\,\mathrm{km}{s}).

    Las ondas de choque más potentes de un terremoto

    Antes de que podamos hablar de las ondas de choque más potentes y, por tanto, de los terremotos más poderosos y destructivos que se han producido, primero tenemos que saber cómo se mide la potencia de los terremotos. La tecnología que utilizamos para registrar la intensidad de los terremotos se llama sismógrafo.

    Un sismógrafo consta de una masa interna sobre un muelle, conocida como sismómetro. El dispositivo está firmemente sujeto al suelo, de modo que cuando la tierra empieza a temblar, el dispositivo tiembla con ella. La única parte del dispositivo que no temblaría con él es el sismómetro, debido a la inercia permanecería en su sitio. El aparato registrará entonces el movimiento de sí mismo en relación con el movimiento del sismómetro, y como este movimiento es el mismo que el movimiento del suelo, se registra el movimiento de la Tierra.

    Un sismómetro dentro de un sismógrafo.Fig. 7: Un sismómetro dentro de un sismógrafo. ¡Mira cómo está todo atornillado para que funcione correctamente!

    Así es como solían funcionar los sismógrafos, pero los sismógrafos modernos de alta tecnología miden los cambios electrónicos en el sistema causados por el movimiento de un terremoto, y los comparan con lamasa del sistema para registrar posteriormente los datos.

    Ondas de choque de un terremoto Gráfico de la magnitud de un terremoto StudySmarterFig. 8: Un ejemplo de cómo se ve un terremoto en la escala de Richter.

    Ahora que sabemos cómo se miden los terremotos, ¿con qué unidades los medimos? Las ondas de choque de los terremotos se miden utilizando la escala de Richter, una escala que se utiliza para medir el tamaño (también conocido como magnitud) de un terremoto, es decir, lo potente que es la onda de choque de un terremoto. La medición de las ondas de choque de un terremoto se determina utilizando la amplitud de la mayor onda de choque que registra el sismógrafo. La amplitud de una onda es la altura que alcanza, cuanto mayor es la altura, más potente es la onda.

    Ahora que sabemos cómo se miden las ondas de choque de los terremotos y en qué escala se miden, veamos el terremoto más potente registrado en la historia. El terremoto más potente de la historia ocurrió cerca de Valdivia, en Chile, en 1960. Este terremoto se registró en la escala de Richter con una magnitud de 9,5, provocando también un enorme tsunami que se desplazó a casi 200 millas por hora.

    Ondas de choque sísmicas - Aspectos clave

    • Las ondas de choque de los terremotos, u ondas sísmicas, son causadas por los terremotos y son las sacudidas por las que se conocen los terremotos.
    • Hay cuatro tipos de ondas de choque sísmicas: Ondas P, ondas S, ondas Rayleigh y ondas Love.
    • Cada tipo de onda de choque sísmica tiene propiedades y velocidades distintas, así como diferentes puntos en un terremoto en los que se producen.
    • Los terremotos se miden con sismógrafos y se calculan con la escala de Richter.

    Referencias

    1. Fig. 3- Onda P (https://topex.ucsd.edu/es10/es10.1997/lectures/lecture20/secs.with.pics/node3.html) por el programa UPSeis (http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/)
    2. Fig. 4- Onda S (https://topex.ucsd.edu/es10/es10.1997/lectures/lecture20/secs.with.pics/node3.html) por el programa UPSeis (http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/)
    3. Fig. 5- Onda Raleigh (https://topex.ucsd.edu/es10/es10.1997/lectures/lecture20/secs.with.pics/node3.html) según el programa UPSeis (http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/)
    4. Fig. 6- Onda de amor (https://topex.ucsd.edu/es10/es10.1997/lectures/lecture20/secs.with.pics/node3.html) por el programa UPSeis (http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/)
    5. Fig. 7- Seisómetro (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Benioff_Seismometer-2.jpg) by Togabi (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Togabi) is licensed by CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en).
    Preguntas frecuentes sobre Ondas de choque sísmicas
    ¿Qué son las ondas de choque sísmicas?
    Las ondas de choque sísmicas son vibraciones energéticas que se propagan a través de la Tierra debido a un terremoto.
    ¿Cómo se miden las ondas de choque sísmicas?
    Se miden utilizando sismómetros, que detectan y registran las vibraciones del suelo.
    ¿Cuáles son los tipos de ondas de choque sísmicas?
    Existen dos tipos: las ondas P (primarias) y las ondas S (secundarias). Las ondas P son más rápidas y las ondas S son más lentas.
    ¿Qué efectos producen las ondas de choque sísmicas?
    Provocan movimientos en el suelo que pueden causar daños estructurales y, en casos graves, devastación en áreas pobladas.
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