Cuando la Tierra tiembla (los terremotos)

La naturaleza es una fuerza muy poderosa que puede ser constructiva, al crear nuevas formas de vida a partir de otras preexistentes, pero también puede ser muy destructiva. Huracanes, tornados, tsunamis, erupciones volcánicas, todos ellos son eventos que ocurren constantemente a lo largo del planeta y que por desgracia en demasiadas ocasiones se llevan decenas, cientos o miles de vidas. Pero por encima de todos estos eventos catastróficos destacan los terremotos, protagonistas de esas películas en las que los héroes son casi siempre geólogos. ¿Pero qué son y cómo se forman en realidad los terremotos? ¿Podemos producirlos de manera artificial como algunos creen? En esta entrada vamos a tratar de una forma sencilla este evento de la naturaleza, tan peligroso si nos olvidamos de él, capaz de hacer destrozos como los que causó en Chile este mismo año 2015, pero tan fácil de tratar cuando sabemos a qué nos enfrentamos. Pero antes de entrar en detalle me gustaría sentar unas bases y hablar de las ondas sísmicas, qué son y cuáles son los tipos que existen.

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Imagen del puerto de Coquimbo, al norte de Santiago de Chile, después de ser afectado por un terremoto de magnitud 8.3 (fuente: New York Times).

Las ondas sísmicas

Si dejamos caer una piedra en un estanque, en la superficie del agua surge una serie de ondas que parten del punto en el que la piedra cayó y que se propagan en todas direcciones. Eso es debido a que con la caída de la piedra se produce una perturbación que se propaga por la superficie, que al ser igual en todas las direcciones hace que esta se desplace formando círculos concéntricos. Pues bien, este ejemplo de la piedra cayendo en el agua es el mejor ejemplo que conozco para explicar qué es una onda, y es que en física se define onda como «la propagación de una perturbación a través de un medio», así de sencillo.

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Una onda es una perturbación física que se propaga por un medio de manera concéntrica y a partir de un punto de origen. Esta definición es válida para las ondas que genera una roca al caer en un estanque y para las ondas sísmicas (fuente: m.educarchile.cl).

Las ondas sísmicas son perturbaciones que se propagan por el interior del planeta y que tienen un punto de origen. Cuando hablamos de la deformación de las rocas vimos que estas podían responder de dos formas diferentes, o bien se rompían y daban estructuras como las fallas (comportamiento frágil) o bien se doblaban y nos daban pliegues y otras estructuras (comportamiento dúctil). Pero los esfuerzos en la naturaleza actúan poco a poco, por lo que la deformación no es inmediata. De esta forma, cuando se supera el límite de rotura de un cuerpo de roca éste se rompe en un punto dentro de un plano, liberando de manera brusca parte de la energía que había estado acumulando durante tiempo y consiguiendo con ello que el sistema se “relaje” un poco. A ese punto de rotura lo llamamos hipocentro y es el origen de una perturbación que se va a propagar en las tres direcciones por el interior del planeta: las ondas sísmicas, de manera que el punto de la superficie más cercano, que será el primero que sufra la llegada de dichas ondas, es conocido como epicentro. La diferencia entre hipocentro y epicentro es algo que mucha gente no termina de entender, pero es tan sencillo como decir que el hipocentro es donde “nace” un terremoto y el epicentro es el lugar de la superficie que está sobre él.

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Los terremotos son movimientos bruscos del terreno que se producen por el desplazamiento de una falla. El punto en el que se genera la ruptura es el hipocentro, mientras que el epicentro es el lugar de la superficie que está sobre él (imagen frecuente en internet, de autor desconocido).

Cuando las ondas sísmicas avanzan por el interior del planeta lo hacen de dos formas diferentes que en conjunto denominamos como ondas internas, muy importantes en geología porque nos aportan una información muy valiosa acerca de cómo es el interior del planeta, al que no podemos llegar por métodos directos porque viajar al núcleo terrestre es, de momento y posiblemente para siempre, completamente imposible. Dentro de este tipo de ondas sísmicas tenemos las Ondas P, de primarias por ser las más veloces y por tanto las primeras en llegar a los sismógrafos, que se propagan mediante la compresión de la roca, motivo por el que también las llamamos ondas compresivas y de que sean capaces de propagarse por cualquier medio, ya sea sólido o líquido. El otro tipo de ondas internas son las Ondas S, de secundarias, que se propagan mediante movimientos transversales o de cizalla, lo que impide que puedan desplazarse por medios líquidos. Las ondas internas son las únicas que registran todos los sismógrafos del planeta, salvo los que se encuentran en la Zona de Sombra del terremoto (imagen siguiente), y gracias a ellas podemos saber dónde se situó el epicentro de un terremoto, pero para ello necesitamos los datos de tres sismógrafos diferentes para poder triangular.

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Las ondas sísmicas sufren refracciones en su recorrido por el interior del planeta que tienen como resultado último el desarrollo de zonas de sombra en las que no se registran ondas de ningún tipo (imagen modificada a partir de igeo.ucm-csic.es).

Hasta ahora hemos visto qué hacen las ondas sísmicas mientras se propagan por el interior del planeta, ¿pero qué hacen cuando llegan a superficie? En este caso las ondas interactúan con el terreno y entre ellas, de manera que al llegar empiezan a propagarse por la superficie en dos tipos que en conjunto conocemos como ondas superficiales. Este nuevo tipo es muy importante porque a pesar de ser mucho más lentas que las ondas internas, las ondas superficiales también son mucho más destructivas, ya que son las causantes de los daños que tenemos durante un terremoto. Al igual que ocurría con las ondas internas, dentro de las ondas superficiales encontramos también dos tipos: las Ondas L (Love), que a pesar de su nombre no son muy cariñosas que digamos, producen un movimiento del terreno en la horizontal; y las Ondas R (Rayleigh), que causan por el contrario un movimiento del terreno en la vertical. Por tanto, cuando tenemos ondas superficiales de los dos tipos van a interferir y dar una serie de movimientos verdaderamente peligrosos, produciendo daños graves en infraestructuras, vías de acceso… así como propiciar desprendimientos del terreno.

La energía de los terremotos

Definimos terremoto a la repentina sacudida del terreno causada por el paso de las ondas sísmicas a través de las rocas. Con esta definición se ve que son las ondas sísmicas las que producen los terremotos y no al revés, pero para que esas ondas sísmicas se propaguen se necesita antes la acumulación de una enorme cantidad de energía. Es por este motivo que la mayoría de terremotos se localizan en los bordes de las placas tectónicas, donde los movimientos litosféricos acumulan constantemente energía. ¿Pero de qué energía estamos hablando? De mucha, aunque siempre depende también de la magnitud del terremoto, que es el parámetro que usamos para cuantificar esa energía liberada. Escalas de magnitud hay muchas y cada una se calcula mediante una fórmula establecida propia, aunque todas ellas carecen de unidades y se dan siempre con números cardinales. Es decir, cuando oímos eso de «5 grados de magnitud en la escala Richter» (escala, por cierto, que ya apenas se usa), estamos ante un error de comunicación, pues lo correcto sería hablar de «magnitud 5 en la escala Richter» (u otra escala, como la escala del momento).

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Los terremotos son fenómenos naturales de gran energía, como prueba esta equivalencia con otros sucesos naturales y actividades humanas. Gracias a ella se puede ver que un terremoto de magnitud 8 libera la misma energía que la prueba nuclear más potente y poco más que la erupción del Santa Elena (fuente: e-medida.es).

Las escalas de magnitud son objetivas y nos hablan de lo grande que ha sido un terremoto, pero no de lo destructivo que ha sido. Para hablar de esto último se usa otro parámetro que, aunque muchas veces se confunde con el de magnitud, es completamente diferente: la intensidad. La intensidad no se obtiene con una fórmula matemática, como sí se calcula la magnitud, sino que se calcula analizando los daños que el terremoto ha producido. Es por tanto un parámetro subjetivo en el que no solo se tiene en cuenta el tamaño del terremoto, también otros aspectgos ajenos a él como pueden ser la calidad de las construcciones o las caracgterísticas geológicas del entorno. Las escalas de intensidad, de nuevo muchas y variadas, tampoco tienen unidades (de nuevo hablar de grados es erróneo) y se indican con un número ordinal (I, II, IX).

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La intensidad es un parámetro físico que nos habla de lo destructivo que ha sido un terremoto. En Europa la escala empleada es la escala EMS-98, aunque recientemente se ha propuesto una nueva (ESI-07) que no solo contempla daños en construcciones.

Microsismos y sismos de origen humano

Una de las mayores preocupaciones de ciertas actividades humanas es la generación de terremtomos que puedan ocasionar daños. Ese riesgo existe, aunque no debemos olvidar que los terremotos liberan cantidades inmensas de energía. Las escalas de magnitud son logarítmicas de base 32, lo que significa que un terremoto de magnitud 6, que liberaría una energía equivalente a Little Boy (la bomba nuclear lanzada en Hiroshima), es 32 veces más fuerte que un terremoto de magnitud 5. Y no nos olvidemos que los mayores terremotos registrados tuvieron magnitud 9 o superior. Es decir, cada uno de esos terremotos fue capaz de liberar, de golpe una energía equivalente a  estaríamos hablando de energías equivalentes a 32 000 Little Boy. Aun así, actividades como el fracking sí que pueden generar terremotos, solo que estos jamás llegan a ser tan grandes porque esas actividades, por sí solas, no liberan la energía necesaria para producir terremotos importantes. A veces lo que hacen es desestabilizar el estado de esfuerzos y servir de disparador para un enjambre sísmico.

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Tabla con algunos de los casos más llamativos de sismicidad inducida reconocidos con anterioridad a 2015 (imagen propia, compuesta a partir de datos de diferentes fuentes).

Predicción de terremotos

En 2012 un grupo de geólogos fue condenado en Italia porque según el tribunal que los juzgó no fueron capaces de predecir el terremoto que azotó L’Aquila en 2009 y que causó la muerte de unas 300 personas. Afortunadamente todos ellos fueron absueltos dos años después, y es que aunque a veces creamos que es posible predecir un terremoto, lo cierto es que solo podemos avisar como máximo con unos minutos de antelación. ¿Y eso por qué? Porque podemos hacer estudios que nos adviertan de la energía que se está acumulando en una región sísmicamente activa, pero aún no tenemos las herramientas para determinar cómo será el próximo terremoto, ni cuándo se producirá ni cuál será el epicentro exacto. Lo único que podemos hacer es, una vez la fractura ya se ha producido en profundidad y la señal nos ha llegado a los primeros sismógrafos (gracias a las ondas internas), advertir a las poblaciones cercanas al epicentro de un inminente terremoto. Por eso es tan importante saber si vivimos en zonas con riesgo o no y saber qué debemos hacer en caso de experimentar un terremoto. Porque estar preparados es la primera forma de prevenir daños futuros.

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El terremoto de L’Aquila del 6 de abril de 2009 tuvo una magnitud 6.3 y causó una gran destrucción en la región. En 2012 se condenó a un grupo de investigadores y responsables por no haber sido capaces de predecirlo, aunque poco después fueron absueltos (fuente: boston.com).

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