Cap 4 DináMica de La Tierra
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1 Curso Geolog Curso Geologí a General a General CAPITULO 4 CAPITULO 4 GEODINAMICA INTERNA DE LA TIERRA GEODINAMICA INTERNA DE LA TIERRA 1. 1.- ELASTICIDAD DE LA TIERRA. ELASTICIDAD DE LA TIERRA.- La Tierra se comporta como un cuerpo elástico, cuando una fuerza o esfuerzo es aplicado en la Tierra, esta se deforma o Tensiona. Si la fuerza aplicada no es suficientemente grande como para producir rotura, su remoción determina que la Tierra vuelva a su forma original, después de haber ejecutado un movimiento oscilatorio 1. 1.- ELASTICIDAD DE LA TIERRA. ELASTICIDAD DE LA TIERRA.- La frecuencia y amplitud de las oscilaciones en el origen depende del esfuerzo aplicado y de las propiedades elásticas del material en la vecindad. Debido a que la Tierra está constituida de materiales cuyos parámetros elásticos varían a lo largo de la superficie y con la profundidad, las ondas o las supuestas Olas son modificadas y distorsionadas. La analogía bidimensional más próxima la de un mar somero o agitado con muchas islas. 2. 2.- SISMOS SISMOS Los sismos son súbitas liberaciones de la energía que se acumula bajo la corteza terrestre como consecuencia de las fuertes tensiones y presiones que ocurren en su interior y que se manifiestan en forma de vibraciones, desplazamientos y movimientos diversos de la superficie terrestre. Esta energía se transmite a la superficie en forma de ondas sísmicas que se propagan en todas las direcciones.
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Cap 4 Dinámica de la Tierra
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Curso GeologCurso Geologíía Generala General
CAPITULO 4 CAPITULO 4
GEODINAMICA INTERNA DE LA TIERRAGEODINAMICA INTERNA DE LA TIERRA
1.1.-- ELASTICIDAD DE LA TIERRA.ELASTICIDAD DE LA TIERRA.--
La Tierra se comporta como un cuerpo elástico, cuando una fuerza o esfuerzo es aplicado en la Tierra, esta se deforma o Tensiona.
Si la fuerza aplicada no es suficientemente grande como para producir rotura, su remoción determina que la Tierra vuelva a su forma original, después de haber ejecutado un movimiento oscilatorio
1.1.-- ELASTICIDAD DE LA TIERRA.ELASTICIDAD DE LA TIERRA.--
La frecuencia y amplitud de las oscilaciones en el origen depende del esfuerzo aplicado y de las propiedades elásticas del material en la vecindad. Debido a que la Tierra está constituida de materiales cuyos parámetros elásticos varían a lo largo de la superficie y con la profundidad, las ondas o las supuestas Olas son modificadas y distorsionadas.La analogía bidimensional más próxima la de
un mar somero o agitado con muchas islas.
2.2.-- SISMOSSISMOS
Los sismos son súbitas liberaciones de la energía que se acumula bajo la corteza terrestre como consecuencia de las fuertes tensiones y presiones que ocurren en su interior y que se manifiestan en forma de vibraciones, desplazamientos y movimientos diversos de la superficie terrestre.
Esta energía se transmite a la superficie en forma de ondas sísmicas que se propagan en todas las direcciones.
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2.2.-- SISMOSSISMOS
Los sismos pueden dar como consecuencia grandes desastres, especialmente donde no se han tomado medidas preventivas relacionadas con la resistencia sísmica de la edificaciones.
Mapa mundial de ubicaciMapa mundial de ubicacióón de sismos y volcanesn de sismos y volcanes
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3.3.-- NATURALEZA DE LOS MOVIMIENTOS SNATURALEZA DE LOS MOVIMIENTOS SÍÍSMICOSSMICOS
La corteza terrestre es la capa externa del globo terráqueo, es relativamente delgada y se extiende hasta una profundidad de 30 kilómetros bajo los océanos y de 100 kilómetros bajo los continentes; además está en un permanente estado de cambio y movimiento.
3.3.-- NATURALEZA DE LOS MOVIMIENTOS SNATURALEZA DE LOS MOVIMIENTOS SÍÍSMICOSSMICOS
Una de las teorías más aceptadas sobre el origen de los sismos es la teoría de Placas, para el caso de nuestro territorio está expuesto permanentemente a movimientos debido a que la Placa de Nazca se mueve horizontalmente y se introduce debajo de la Placa Sud American, (Proceso de Subducción), ocasionando deformación y concentración de fuerzas. Cuando los esfuerzos exceden el límite, la presión liberada por un movimiento fuerte de la placa genera un terremoto.
3.3.-- NATURALEZA DE LOS MOVIMIENTOS SNATURALEZA DE LOS MOVIMIENTOS SÍÍSMICOSSMICOS
Los tres principales cinturones sísmicos del mundo son:El cinturón Circumpacífico
El cinturón Transasiático
El cinturón situado en el centro del océano Atlántico.
El cinturEl cinturóón n CircumpacCircumpacííficofico
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El cinturón Transasiático (Himalaya, Irán, Turquía, Mar Mediterráneo, Sur de España).
El cinturón situado en el centro del océano Atlántico
Sismos tectónicos
4.4.-- ORIGEN DE LOS SISMOS.ORIGEN DE LOS SISMOS.
El punto en que se origina el sismo se llama Foco o Hipocentro, y se puede situar a un máximo de unos 700 Km. de profundidad.
Los sismos pueden ser superficiales si se dan de 0 a 70 Km. Intermedios de 71 a 300 Km. y Profundos de 301 a 700 Km.
El Epicentro es el punto de la superficie terrestre más próximo al foco del terremoto.
Sismos superficiales 0-70 Km
Sismos intermedios 71-300 Km
Sismos profundos 301 a 700 Km
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4.4.-- ORIGEN DE LOS SISMOS.ORIGEN DE LOS SISMOS.
El instrumento que registra los eventos sísmicos se denomina sismógrafo.
La medida cuantitativa de la energía liberada en el hipocentro, origen del sismo se denomina Magnitud.
La escala que permite determinar la energía liberada se denomina Escala de Richter.
La medida cuantitativa de los efectos causados sobre las personas, objetos, edificaciones se denomina Intensidad, la escala que permite medir la intensidad de un sismo se denomina Mercalli.
5.5.-- COMO SE CLASIFICAN LOS SISMOSCOMO SE CLASIFICAN LOS SISMOS
A.- SISMOS TECTÓNICOS
B.- SISMOS DE ORIGEN VOLCÁNICO
C.- SISMOS DE COLAPSO
D.- SISMOS CAUSADOS POR EXPLOSIONES
A.A.-- SISMOS TECTSISMOS TECTÓÓNICOSNICOS
Son los de mayor intensidad y frecuencia, están originados por la rotura violenta de las masas rocosas a lo largo de las fallas o superficies de fractura.
El 90 % de los sismos son de origen tectónico
A.A.-- SISMOS TECTSISMOS TECTÓÓNICOSNICOS
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B.B.-- SISMOS DE ORIGEN VOLCSISMOS DE ORIGEN VOLCÁÁNICONICO
Las erupciones volcánicas y los terremotos tienen el mismo origen, pero además la explosión de gases en las erupciones volcánicas puede originar terremotos que en general son de baja intensidad y que afectan a pequeñas superficies.
El 7 % son de origen volcánico
B.B.-- SISMOS DE ORIGEN VOLCSISMOS DE ORIGEN VOLCÁÁNICONICO
La corteza oceánica (B), más pesada, se hunde debajo de la corteza continental (A) más ligera. Este proceso provoca el plegamiento de la corteza continental (1), fusión de la placa generando magmas (2) que producen erupciones volcánicas (3). El movimiento relativo de ambas placas da origen a terremotos superficiales y profundos (4)
C.C.-- SISMOS DE COLAPSOSISMOS DE COLAPSO
Son terremotos de baja intensidad originados en cavidades subterráneas, y debidos al colapso de las mismas. Son pequeños y causados por colapso de techo de la mina o caverna.
El 3% son de colapso o ruptura
En la zona de Urcos en el perú se ha detectado sismos por colapso.
C.C.-- SISMOS DE COLAPSOSISMOS DE COLAPSO
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D.D.-- SISMOS CAUSADOS POR EXPLOSIONESSISMOS CAUSADOS POR EXPLOSIONES
a.- Por explosión atómica
D.D.-- SISMOS CAUSADOS POR EXPLOSIONESSISMOS CAUSADOS POR EXPLOSIONES
b.- Por explosiones mineras
6.6.-- TIPOS DE ONDAS SISMICASTIPOS DE ONDAS SISMICAS
Desde el hipocentro se generan dos tipos de ondas:
1.- ONDAS CORPOREAS
2.- ONDAS SUPERFICIALES
1.1.-- ONDAS CORPOREASONDAS CORPOREAS
Son ondas que se desplazan por el interior del planeta, tienden a cruzar el cuerpo de la Tierra y corresponde a dos clases de ondas:A.- Ondas Longitudinales (P)
B.- Ondas Transversales (S)
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P = Onda Primaria PP = P rebotada en superficiePcP = P rebotada en el núcleo PkP = P transmitida a través del núcleo
S = Onda Secundaria SS = S rebotada en superficie ScS = S no cruza a través de líquidos
L = Onda Longitudinal, solo se transmite por la superficie
Ondas sOndas síísmicassmicas
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A.A.-- Ondas Longitudinales (P)Ondas Longitudinales (P)
Son las primeras en producirse, son ondas longitudinales, consisten en vibraciones de oscilación de las partículas sólidas en la dirección de propagación de las ondas.
Por producir cambios de volumen en los materiales se les llama también de compresión; son las de mayor velocidad y se propagan en todos los medios, sólidos y líquidos.
A.A.-- Ondas Longitudinales (P)Ondas Longitudinales (P)
B.B.-- ONDAS SECUNDARIAS, ONDAS TRANSVERSALESONDAS SECUNDARIAS, ONDAS TRANSVERSALES
Se les conoce también como onda S
Son las segundas en llegar, son ondas transversales, por que producen una vibración de las partículas en dirección perpendicular a la propagación del movimiento.
Pueden vibrar en un plano horizontal o vertical, no alteran el volumen, son más lentas que las ondas P y no se propagan a través de los fluidos, (líquidos).
Se les conoce también con el nombre de ondas de cizalla o distorsión.
B.B.-- ONDAS SECUNDARIAS, ONDAS TRANSVERSALESONDAS SECUNDARIAS, ONDAS TRANSVERSALES
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B.B.-- ONDAS SECUNDARIAS, ONDAS TRANSVERSALESONDAS SECUNDARIAS, ONDAS TRANSVERSALES
Ondas P
Ondas S
2.2.-- ONDAS SUPERFICIALES u ONDAS LONDAS SUPERFICIALES u ONDAS L
Es un tercer tipo de ondas, son más lentas y al viajar por la superficie de la corteza terrestre tienen una gran amplitud, son las causantes de los mayores desastres. Se distinguen dos tipos:
A.- ONDAS LOVE
B.- ONDAS RAYLEIGH
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A.A.-- ONDAS LOVEONDAS LOVEPresenta un movimiento perpendicular a la dirección de propagación, llamadas también de torsión
B.B.-- ONDAS RAYLEIGHONDAS RAYLEIGHOnda superficial que presenta un movimiento elíptico con respecto a la dirección de las ondas.
7.7.-- INTENSIDAD.INTENSIDAD.--
La intensidad sísmica está íntimamente relacionada con los efectos producidos por un terremoto en las reacciones de las personas, el grado de destrozos producidos en las construcciones y las perturbaciones provocadas en el terreno (grietas, deslizamientos, desprendimientos, etc.). Describiendo de manera subjetiva el potencial destructivo del mismo.
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7.7.-- INTENSIDAD.INTENSIDAD.--
Se mide con la escala llamada de Mercalli, introducida al comienzo del siglo XX por el sismólogo italiano GiuseppeMercalli, mide la intensidad de un temblor con gradaciones entre I y XII. Puesto que los efectos sísmicos de superficie disminuyen con la distancia desde el foco, la medida Mercalli depende de la posición del sismógrafo
7.7.-- INTENSIDAD.INTENSIDAD.--
. Una intensidad I se define como la de un suceso percibido por pocos, mientras que se asigna una intensidad XII a los eventoscatastróficos que provocan destrucción total.
Los temblores con intensidades entre II y III son casi equivalentes a los de magnitud entre 3 y 4 en la escala de Richter, mientras que los niveles XI y XII en la escala de Mercalli se pueden asociar a las magnitudes 8 y 9 en la escala de Richter.
Escala de Escala de MercalliMercalli
Para mejor conocimiento de la Escala de Mercalli, tener en cuenta lo siguiente:
A Muros de mampostería en seco o en barro, adobe y tapial.
B Muros de ladrillos, bloques de mortero, mampostería con mortero, entramado de madera.
C Estructura metálica o de hormigón armado.
Escala de Escala de MercalliMercalliI. Registrado sólo instrumentalmente.II. Perceptible sólo por pocas personas en pisos altos.III. Perceptible por algunos en edificios. Ligero balanceo de objetos colgados.IV. Sentido por todos en edificios y algunos en el exterior. Vibración de puertas y ventas, balanceo de objetos colgados y movimientos de muebles.V. Sentido por todos dentro y fuera de edificios. Caída de objetos ligeros, golpear de puertas y ventanas. Ligeros daños en construcciones de tipo A.
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Escala de Escala de MercalliMercalliVI. Temor generalizado. Posible rotura de vajilla, caída de objetos, movimientos de muebles pesados. Daños moderados en construcciones de tipo A, ligeros en B. Grietas pequeñas en terrenos, deslizamientos y cambios de nivel en pozos.VII. Mayoría aterrorizada. Graves daños en construcciones tipo A, llegando a destrucción completa, moderados en B y ligeros en C. Deslizamientos de tierras, cambios de caudal en manantiales y pozos.VIII. Miedo pánico general. Destrucción y algunos colapsos de construcciones tipo A, daños graves y alguna destrucción de B moderados y algún grave en C. Derrumbamiento de muros, deslizamiento de laderas y barrancos, grietas grandes en terreno, cambios de caudal.
Escala de Escala de MercalliMercalliIX. Pánico general. Colapso de construcciones tipo A, destrucción de B y daños graves y alguna destrucción de C Doblamiento de ríeles, rotura de carreteras. Numerosas grietas en terreno y desprendimiento de rocas y tierras. Licuefacción, extrusión de agua, arena y fango.X. Colapso de la mayoría de construcciones tipo A y algunas B, destrucción de muchas y colapso de algunas de C. Daños serios en presas y puentes, ondulación de raíles y pavimento. Grandes grietas en terreno con fuertes deslizamientos y formación de lagos.XI. Daños importantes en todas las construcciones, carreteras fuera de servicio y canalizaciones destruidas. Deformaciones considerables en el terreno con anchas grietas y muchos deslizamientos de tierra.XII. Todas las estructuras destruidas o gravemente dañadas. Cambios en la topografía, grandes grietas con importantes desplazamientos, desviación de ríos y formación de lagos.
9.9.-- MAGNITUD.MAGNITUD.--
Representa la energía liberada en su foco. La escala para medir la magnitud fue establecida en 1935 por Charles F. Richter.Es una escala logarítmica con valores entre 1 y
9; un temblor de magnitud 7 es diez veces más fuerte que uno de magnitud 6, cien veces más que otro de magnitud 5, mil veces más que uno de magnitud 4 y de este modo en casos análogos.
9.9.-- MAGNITUD.MAGNITUD.--Se estima que al año se producen en el mundo unos 800 terremotos con magnitudes entre 5 y 6, unos 50.000 con magnitudes entre 3 y 4, y sólo 1 con magnitud entre 8 y 9.En teoría, la escala de Richter no tiene cota máxima, pero hasta 1979 se creía que el sismo más poderoso posible tendría magnitud 8,5. Sin embargo, desde entonces, los progresos en las técnicas de medidas sísmicas han permitido a los sismólogos redefinir la escalaHoy se considera 9,5 el límite práctico.
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9.9.-- MAGNITUD.MAGNITUD.--La Escala de Richter es una escala abierta por ambos lados, sin embargo el terremoto más grande registrado hasta el momento alcanzóuna magnitud de 9.5 correspondiendo a una ruptura del orden de 1000 Km. de longitud, 200 Km. de ancho con un desplazamiento promedio de 20 m.
En el otro extremo de la escala, magnitudes negativas se logran en laboratorios con rupturas milimétricas
10.10.-- INSTRUMENTOS SISMICOS.INSTRUMENTOS SISMICOS.--
A.- SISMÓGRAFOS.- Son instrumentos para registrar un sismo, están constituidos por péndulos verticales de gran peso, que inscriben el movimiento por medio de una aguja o estilete, sobre un papel ahumado. Otros son horizontales y al oscilar por la sacudida sísmica trazan un gráfico con una aguja sobre un papel ahumado o termográfico, arrollado a un tambor o cilindro que gira uniformemente.
SismSismóógrafografo SismSismóógrafosgrafos
En cada Observatorio Geofísico debe haber diferentes tipos de sismógrafos: dos horizontales, orientados según el meridiano y el paralelo del lugar y uno vertical; para que sea posible apreciar todas las particularidades de cualquier movimiento sísmico.
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SismSismóógrafografo
SismSismóógrafosgrafos
Los Los sismogramassismogramas
Son las gráficas marcadas por el estilete del sismógrafo, o el rayo luminoso, sobre el papel del tambor giratorio.
En un sismograma se pueden diferenciar varias partes según la proximidad o lejanía del epicentro respecto al observatorio.
Figura de un Figura de un sismogramasismograma
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SismogramaSismograma
SismogramaSismograma
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B.B.-- ACELERACELERÁÁGROFOGROFO..--
Son instrumentos que registra aceleraciones del suelo provocadas por el sismo .Es un instrumento para medir aceleraciones del terreno en función del tiempo. Usualmente registra movimientos producidos por temblores fuertes o con epicentros cercanos. Los acelerógrafos también se colocan en edificios para analizar su comportamiento en diferentes niveles de la construcción (cimientos, pisos intermedios, azotea).
AcelerAceleróógrafografo
Registro de un acelerógrafo
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Acelerógrafo en funcionamiento
