Los terremotos y las explosiones subterráneas pueden liberar mucha energía. Esa energía se aleja de su fuente en una variedad de formas. Algunas de esas vibraciones se moverán hacia adelante y hacia atrás a través del material por el que viajan . Otras olas viajan al igual que las olas del océano, donde hacen que el material por el que pasan se mueva hacia arriba y hacia abajo en comparación con la dirección en la que viaja la ola. Y mientras algunas de estas ondas viajan profundamente dentro del planeta, otras se mueven solo a lo largo de la superficie., Estudiar dónde están estos diversos sabores de olas y cómo se mueven no solo puede ayudar a los científicos a identificar dónde ocurrió un terremoto o una explosión, sino que también puede arrojar luz sobre la estructura de nuestro planeta interior.
las ondas Sísmicas son vibraciones en el suelo. Estos pueden ser generados por una serie de fenómenos, incluyendo terremotos, explosiones subterráneas, deslizamientos de tierra o el colapso de túneles dentro de una mina. Hay cuatro tipos principales de ondas sísmicas, y cada una viaja típicamente a diferentes velocidades. Esa es una gran razón por la que los científicos son capaces de distinguirlos., Si las ondas llegaran a instrumentos de detección de vibraciones-sismómetros (suspira-MAH-meh-turz) — todo al mismo tiempo, sería difícil distinguirlos.
otra diferencia importante entre estos tipos de ondas es cómo se moverá un material a medida que la onda pase a través de él. Con estas diferencias en mente, repasemos los principales tipos de ondas sísmicas.
ondas P versus ondas S
los sismólogos son científicos que estudian terremotos. También estudian cómo la energía de un terremoto se propaga a través de la corteza terrestre, así como las capas más profundas de nuestro planeta., Las ondas sísmicas más rápidas se conocen como ondas P. Esa » p » significa primaria. Y los primeros sismólogos los llamaron así porque estas ondas fueron las primeras en llegar a los sismómetros de algún terremoto distante.
en la superficie de la Tierra, las ondas P viajan entre 5 y 8 kilómetros por segundo (3.1 y 5 millas por segundo)., Más profundo dentro del planeta, donde las presiones son más altas y el material es típicamente más denso, estas ondas pueden viajar hasta 13 kilómetros por segundo (8.1 millas por segundo).
Las ondas P viajan a través de la roca de la misma manera que las ondas sonoras lo hacen a través del aire. Es decir, se mueven como ondas de presión. Cuando una onda de presión pasa un cierto punto, el material por el que está pasando se mueve hacia adelante, luego hacia atrás, a lo largo del mismo camino que la onda está viajando.
Las ondas P pueden viajar a través de sólidos, líquidos y gases., Esa es una gran diferencia entre ellos y los otros tipos de ondas sísmicas, que normalmente viajan solo a través de sólidos (como las rocas).
el siguiente tipo más rápido de ondas sísmicas son » secundarias.»Se ganaron ese nombre porque eran típicamente el segundo conjunto para alcanzar sismómetros de un terremoto distante. No es sorprendente que se conozcan como ondas S.
en general, las ondas S son solo 60 por ciento tan rápidas como las ondas P. Por lo tanto, a lo largo de la superficie de la Tierra se mueven a velocidades de entre 3 y 4.8 kilómetros por segundo (1.9 y 3 millas por segundo).
Cuando una onda S pasa a través de un material, el sitio de su paso se mueve de un lado a otro o hacia arriba y hacia abajo (en comparación con la dirección en que la onda viaja). Esta es la razón por la que las ondas S también se conocen como ondas transversales. «Transverso» viene de las palabras latinas para » volteado.»)
Las ondas S no pueden viajar a través de líquidos o gases., Esto se debe a que los tipos de tensiones establecidas por esas ondas solo pueden transmitirse a través de materiales sólidos.
distinguir los terremotos de los temblores nucleares
porque las ondas P y las ondas S viajan a través de la Tierra, no solo a lo largo de su superficie, también se conocen como «ondas corporales».»Este rasgo los hace útiles de varias maneras. Por un lado, los científicos pueden usar ondas P y ondas S para identificar dónde comenzó un terremoto. Para hacer eso, necesitan tener datos recopilados por instrumentos sísmicos en tres o más ubicaciones diferentes. Eso les permite triangular para encontrar la fuente del reluciente de la Tierra.,
la triangulación solo es posible cuando hay mediciones precisas de los tiempos en que las ondas P y S aparecen en cada sismómetro. Algunas técnicas utilizan solo las ondas P. Otros también consideran la diferencia de tiempo entre la llegada de las primeras ondas P y las ondas S. (Cuanto más lejos esté la distancia entre el sismómetro y la fuente del sismo, más exagerada será la diferencia de tiempo.)
cualquiera que sea el método utilizado, le da a los científicos solo una estimación de cuán lejos de un sismómetro está la fuente del terremoto., Así que con un sismómetro como centro, los científicos dibujan un círculo del tamaño adecuado en un mapa. Pero usando solo un sismómetro, no hay manera de saber en qué dirección estaba la fuente. Podría estar en cualquier parte a lo largo del borde exterior de ese círculo. Sin embargo, al trazar los círculos para al menos tres instrumentos en el mismo mapa, habrá un solo punto donde esos círculos se superponen. Eso marca el punto en la superficie de la Tierra por encima del sitio del terremoto.
La mayoría de los terremotos ocurren en lo profundo de la corteza terrestre. El punto donde se origina un terremoto se llama su hipocentro., El punto en la superficie de la tierra directamente sobre el hipocentro es el epicentro del terremoto.
pero los científicos no solo usan estas olas para mapear terremotos. Esas mismas ondas sísmicas también pueden ser generadas por explosiones subterráneas. Estos podrían surgir de una pequeña explosión dentro de una mina de carbón subterránea, por ejemplo. O, podrían indicar la detonación de prueba de un arma nuclear (como varias que tuvieron lugar recientemente en Corea del Norte). Y las ondas P, en particular, pueden señalar fuertemente si las ondas sísmicas provienen de un terremoto natural o una explosión no natural.,
He aquí por qué: cuando ocurre un terremoto natural, un lado de una zona de falla se desliza en una dirección; el otro lado se desliza en la dirección opuesta. (Una zona de falla es una fractura en la corteza terrestre, o un límite entre dos placas tectónicas, donde el deslizamiento puede ocurrir y la energía sísmica puede ser liberada. Ahora, imagine que un terremoto ocurre en un área que está cubierta con una red de sismómetros. Para algunos de los instrumentos, las primeras ondas P en llegar serán un «empujón» del sismo. Pero para otros, las primeras ondas P en llegar serán un «tirón».,»
para las vibraciones sísmicas generadas por una explosión no natural, la primera onda P en llegar a cada sismómetro proporcionará un «empuje».»No solo eso, las ondas P generadas por una explosión antinatural son típicamente agudas y repentinas. Así que mueren rápidamente. Las vibraciones producidas por un terremoto natural tienden a retumbar durante bastante tiempo. Eso se debe a que el deslizamiento a lo largo de las zonas de falla en un terremoto natural no ocurre de una sola vez, como lo hace una explosión.,
aún más sabores de ondas sísmicas
Al principio, toda la energía de un terremoto viaja desde su fuente profunda dentro del planeta como ondas P y ondas S. Pero cuando esa energía llega a la superficie, Ahora puede extenderse como cualquiera de dos tipos diferentes de ondas.
piense en la energía de un terremoto como una burbuja que se eleva desde el fondo de un estanque. Las ondas superficiales son muy similares a las ondas en la superficie del estanque., Aquí, las olas se extendieron desde el epicentro del terremoto. Estas ondas también son típicamente más grandes y causan mucho más daño que las ondas P y las ondas S.
la más rápida de estas ondas de superficie fue nombrada en honor al matemático británico A. E. H. Love. Hace más de 100 años, calculó las matemáticas que explican cómo se mueven esas ondas. El segundo tipo de ondas de superficie fue nombrado por un físico británico que, en la década de 1880, predijo su existencia. Este científico se llamaba John William Strutt. Su padre había sido un noble británico llamado Lord Rayleigh., A la muerte de su padre en la década de 1870, Strutt heredó el título, convirtiéndose en el próximo Lord Rayleigh. Las olas que predijo ahora se conocen como ondas de Rayleigh.
de estas dos ondas superficiales, el tipo Amor viaja un poco más rápido.
Al igual que las ondas S, Las ondas de amor sacuden el suelo de lado a lado en comparación con la dirección en que se dirigen., (En otras palabras, para una ola de amor que viaja hacia el norte, el suelo se sacude de este a oeste.) Las ondas de Rayleigh, por otro lado, causan movimientos de tierra en dos direcciones a la vez. Uno de esos movimientos es arriba y abajo, muy parecido a las olas en la superficie del Océano. El otro es un movimiento push-pull a lo largo del mismo camino que la ola está viajando. Juntos, esos movimientos generan una acción rodante que puede causar daños extremos a edificios y otras estructuras.,
otros usos para ondas sísmicas
los geocientíficos a menudo usan ondas sísmicas para mapear detalles de la estructura interna de nuestro planeta. Por ejemplo, el tiempo que toman las ondas P y S para viajar hacia la Tierra y luego regresar a la superficie ayuda a los científicos a calcular cuán profundos son los límites de las capas principales de la Tierra. (Esos cálculos son posibles, en gran parte, porque los investigadores han medido la velocidad de las ondas sísmicas a través de rocas bajo una inmensa presión en el laboratorio.)
Las ondas P y las ondas S dicen a los científicos mucho más que los rangos de profundidad de las capas principales de la Tierra., En algunos casos, también proporcionan fuertes pistas sobre el tipo y la densidad de los materiales en esas capas. Por ejemplo, a distancias de entre 11,570 y 15,570 kilómetros (7,190 a 9,670 millas) de un terremoto importante, los sismómetros no registran ninguna onda S que venga directamente de ese terremoto. Esa es una gran pista de que el núcleo exterior de la Tierra está hecho de líquido, dicen los científicos. (En áreas a más de 15,570 kilómetros del epicentro de un terremoto, los sismómetros detectan ondas S. Esas ondas se desarrollan cuando la energía de las ondas P que han viajado a través del núcleo exterior de la Tierra una vez más entran en el manto mayormente sólido., Esa es la capa muy gruesa que se encuentra entre el núcleo exterior de la Tierra y su corteza.)
a poca profundidad en la corteza terrestre, se pueden usar todos los tipos de ondas sísmicas para mapear estructuras geológicas relativamente pequeñas. Estos incluyen cosas como fallas y cuencas llenas de sedimentos. (Las cuencas llenas de sedimento son amplios tazones de roca sólida donde se acumula material suelto. Tales áreas pueden ser especialmente afectadas por terremotos. Eso se debe a que las ondas sísmicas pueden quedar atrapadas y rebotar dentro de esa cuenca, haciendo que el sedimento tiemble como gelatina en un tazón., Una vez más, el tiempo que tarda una onda sísmica en viajar a una estructura y luego hacer eco ayuda a los científicos a estimar cuán lejos está esa estructura.
incluso las personas que desencadenan pequeñas explosiones de dinamita pueden desencadenar ondas sísmicas. Eso significa que estos pueden ser mapeados desde lejos. También es posible utilizar los datos recopilados por los sismómetros durante un largo período de tiempo. Aunque tales señales pueden ser débiles, se pueden ensamblar en señales más fuertes (de la misma manera que los fotógrafos pueden tomar fotos con poca luz dejando el obturador de su cámara abierto durante minutos o incluso horas a la vez).
