Ondas sísmicas

Tipos de ondas sísmicas

La corteza de la Tierra es roca sólida y se encuentra directamente bajo los continentes y los océanos. La corteza está separada en placas que a veces pueden moverse unas contra otras, produciéndose grandes cantidades de fricción entre ellas. Esta fricción puede provocar vibraciones (perturbaciones) en la corteza, que son el origen de las ondas sísmicas. Los sismómetros son instrumentos que pueden utilizarse para medir las magnitudes de los terremotos produciendo un sismograma que puede leerse para determinar la amplitud e intensidad de las ondas sísmicas relacionadas.

Hablaremos de cuatro tipos de ondas sísmicas que difieren en la forma en que propagan la energía y en el medio a través del cual se mueven. Estas ondas sísmicas pueden separarse en dos grupos más amplios: ondas de cuerpo y ondas de superficie. Las ondas de cuerpo son ondas sísmicas que viajan a través de las capas internas de la Tierra, mientras que las ondas de superficie viajan sólo a lo largo de la superficie terrestre. A partir de la definición de onda sísmica, tanto las ondas superficiales como las corporales transportan energía a través de la Tierra.

Tipos de ondas sísmicas: Ondas P

El primer tipo de onda sísmica que estudiaremos es la onda P. Las ondas P u ondas primarias suelen ser las primeras ondas que se perciben cuando se produce un terremoto. Esto se debe a que las ondas P son las que viajan más rápido de todas las ondas generadas por un terremoto. Las ondas P son ondas corporales, ya que se desplazan por las capas internas de la Tierra con una velocidad de aproximadamente$1500\mathrm{m}/\mathrm{s}$en el agua y de$5000\mathrm{m}/\mathrm{s}$en el granito. Las ondas P pueden viajar tanto a través del suelo sólido como del agua y desplazarse por el núcleo interno, el núcleo externo y el manto.

Las ondasP también son ondas longitudinales. Es decir, el material del medio, a través del cual pasa una onda P, vibrará paralelamente a la dirección en la que viaja la onda. Las ondas P no tienen grandes amplitudes, por lo que sus efectos sobre el suelo no son graves y generalmente no causan grandes daños. Debido a su naturaleza longitudinal, las ondas P hacen que el material se comprima y expanda a medida que se desplazan por el medio.

Tipos de ondas sísmicas: Ondas S

Las ondas secundarias u ondas S son ondas sísmicas que viajan a velocidades de entre el 50% y el 60% de la velocidad de las ondas primarias. Por tanto, sus efectos sólo se dejan sentir después de los efectos de las ondas P durante un terremoto. Las ondas S también se clasifican como ondas de cuerpo, ya que se desplazan por las capas internas de la Tierra. Las ondas S no pueden viajar a través del agua y sólo pueden viajar a través de material sólido y, por tanto, sólo viajan a través del manto.

Las ondas S son ondas transversales. Esto significa que el material del medio se mueve de lado a lado mientras que la onda se mueve perpendicularmente al movimiento del material. Las ondas S tienen una amplitud mayor que las ondas P y sus efectos se dejan sentir con mayor intensidad y pueden causar mayores daños. Las ondas S provocan cizallamiento en el material del medio de propagación.

Tipos de ondas sísmicas: Ondas de Rayleigh

Las ondas de Rayleigh son ondas sísmicas que viajan a velocidades entre el 80% y el 90% de la velocidad de las ondas S. Los efectos de estas ondas suelen sentirse poco después de que haya pasado la onda S. Las ondas de Rayleigh se crean por una combinación de movimiento transversal y longitudinal. El material de la Tierra se mueve siguiendo trayectorias circulares, mientras que la propia onda se propaga en una dirección perpendicular al plano de estos círculos.

Sus efectos son mucho más peligrosos que los de las ondas primarias y secundarias, ya que las ondas de Rayleigh se clasifican como ondas superficiales. La naturaleza circular del movimiento del material superficial significa que el suelo se mueve hacia arriba y hacia abajo a medida que se desplaza la onda de Rayleigh. Esto significa que transportan toda su energía a lo largo de la superficie de la Tierra y pueden causar un gran grado de sacudidas y daños.

Tipos de ondas sísmicas Ondas de amor

Las ondas de amor son las últimas de las sísmicas. Viajan más despacio que las ondas S o las ondas P, pero algo más rápido que las ondas Rayleigh. Las ondas de amor son transversales y el material de la superficie terrestre se desplaza perpendicularmente a la dirección del movimiento de la onda, con una amplitud paralela a la superficie. Las ondas de amor se clasifican como ondas superficiales y su energía puede transferirse inmediatamente a los edificios y objetos del suelo. Las ondas de amor pueden causar la mayor destrucción y daños fuera del epicentro de un terremoto.

Diagramas de ondas sísmicas

El diagrama siguiente muestra las compresiones y rarefacciones de las ondas P, que coinciden con las ondas longitudinales. Podemos ver que los materiales vibran en la misma dirección que el movimiento de la onda.

Representación de una onda sísmica primaria (onda P) en la que las partículas oscilan en dirección paralela a la del movimiento de la onda (de izquierda a derecha). Las ondas P pueden viajar a través de sólidos y líquidos, adaptado de la imagen de Davezelenka CC BY-SA 4.0

El diagrama siguiente muestra la naturaleza transversal de las ondas S, que hace que los materiales vibren en una dirección perpendicular a la dirección del movimiento de la onda. Las ondas S y las ondas P viajan por debajo de la superficie de la Tierra.

Representación de una onda sísmica secundaria (onda S) en la que las partículas oscilan perpendicularmente (arriba y abajo) a la dirección del movimiento de la onda (de izquierda a derecha). Las ondas S sólo pueden viajar a través de sólidos, adaptado de la imagen de Davezelenka CC BY-SA 4.0

La siguiente imagen representa una onda de Rayleigh que contiene propiedades tanto de las ondas longitudinales como de las transversales, con materiales que se mueven en trayectorias circulares en planos perpendiculares a la dirección del movimiento de la onda.

Ilustración de una onda sísmica Rayleigh en la que los materiales vibran en círculos que se encuentran en planos perpendiculares a la dirección del movimiento de la onda. Las ondas de Rayleigh son más peligrosas que las ondas P y las ondas S, Wikimedia Commons CC 1.0

La onda Love se muestra en el diagrama siguiente e indica que la onda es transversal, con el material moviéndose perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. La amplitud del material es paralela a la superficie. Las ondas de Lovey las ondasde Rayleigh se propagan por la superficie de la Tierra.

Diagrama de una onda de Amor que muestra que la dirección del material vibrante es perpendicular a la dirección del movimiento de la onda. La amplitud de la onda es paralela a la superficie de la Tierra, Wikimedia Commons CC 4.0