Terremoto y tsunami de Jap³n de 2011

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Descripcin del problemaEn esta primera imagen se puede observar que los sismos (terremoto y rplicas) ocurridos desde el 11 al 12 de marzo aumentan en intensidad hacia el NE (ver el cuadro proporcionado por la USGS en la parte superior izquierda de la imagen), por lo que es razonable que ciudades como Sendai, Natori, Iwanuma, Kakuma, Soma, Minamisoma, Iwaki, Itachi, Kamisu y la planta nuclear de Fukushima (ciudades ubicadas en la costa Este de Japn y NE de Tokyo) sean las primeras afectadas por un tsunami.

Figura 1. Vista general de las distintas intensidades que se registraron en el ltimo terremoto en JapnOtro detalle importante es ver dnde se encuentra Japn, de acuerdo a la figura 1 se puede apreciar unas lneas de color amarillo las cuales representan los lmites de placas de tipo covergente, esto quiere decir que la Placa del Pacfico se subduce por debajo de la Placa de Othotsk a 9.2 cm por ao y la Placa de las Filipinas a 6.3 cm por ao (de derecha a izquierda de acuerdo a la figura 1). Lo claro es, que los mayores terremotos a nivel mundial (casi por regla general) ocurren en los lmites de las placas tectnicas donde se produce ruptura de las diferentes rocas que conforman la litsfera produciendo tremendos esfuerzos donde grandes cantidades de energa se liberan hacia la superficie terrestre causando estragos en las poblaciones.

Figura 2. Japn se encuentra el lmite de las siguientes placas tectnicas: Placa del Pacfico, Placa de las Filipinas, Placa de Othotsk y la Placa Euroasitica, por lo que la ocurrencia, probabilidad e intensidad de sus sismos es mucho mayor en esta zona que en cualquier otra parte del planetaDe acuerdo a la figura 2, se puede apreciar que Japn se encuentra en medio de 4 placas de tipo convergente, ahora en la siguientes imgenes veamos la cantidad de sismos (incluyendo rplicas) registrados aquel 11 de marzo:Figura 3. Sismos registrados (puntos amarillos) desde el 11 de marzo hasta el 12 de marzo y posteriores, ntese que la mayora de estos tienen como hipocentros el fondo ocenico

En la figura 3 se observa claramente que la mayora de los sismos ocurridos (punto amarillos) que ocurrieron entre el 11 y el 12 de marzo de este mes tienen como hipocentros el fondo ocenico. Justo donde se puede observar una gran elevacin el lmite de las placas es donde se producen la mayora de sismos y que se concentran casi en el mismo lugar. Los puntos de color naranja representan sismos de magnitud entre 4 y 6 ocurridos el 15 de marzo de este mes.Figura 4. Esta imagen muestra lo descrito anteriormente, pero en este caso el crculo de mayor tamao en el centro de la imagen es el sismo principal el terremoto de magnitud 8.9 (ahora considerado por la USGS de magnitud 9.0) cuyo hipocentro fue el fondo ocenico (profundidad comprendida entre los 0 y 33 km)Y lgicamente, la actividad tectnica est ligada al magmatismo y a la presencia de volcanes, ya que magmatismo y tectnica van de la mano. La tectnica es la encargada de deformar y fisurar las frgiles rocas de la corteza terrestre lo que produce escape de fluidos (magma y posteriormente se denomina a sta lava cuando se encuentra fluyendo en superficie) en ciertas ocasiones se da la formacin de arcos magmticos (grandes cadenas de montaas representadas por volcanes para ste caso) ya que los fluidos que escapan desde el manto superior y la astensfera deforman la corteza terrestre llegando a formar grandes estructuras circulares denominadas volcanes originndose justo al frente de la placa que es subducida (en este caso la Placa del Pacfico) . Coincidencia?, pues Japn posee varios volcanes tal como se muestra a continuacin:

Figura 5. Los volcanes se alnean a lo largo y al frente de la zona de subduccin, se observa la ciudad de Sendai y la planta nuclear de Fukushima Figura 6. Volcanes alineados a los lmites de las placas tectnicas Figura 7. La mayora de epicentros se encuentran afuera de las costas del Este de Japn, slo se registraron 2 epicentros en continenteOrigen del Tsunami y las desventajas del territorio JaponsA diferencia del Per, el cual se encuentra dentro de la cadena de los Andes y cuya geomorfologa es variada manifestndose bajo la forma de grandes montaas, arcos magmticos y otras elevaciones topogrficas importantes (incluyendo grandes terrazas marinas y fluviales), el Japn posee una topografa aproximadamente plana en comparacin al Per, si pueden ver las variaciones de las cotas a lo largo de su territorio se percatarn que la cota mxima est entre los 800 y 1000 metros de altura en zonas adyacentes a los volcanes y en las zonas donde se ubican las ciudades las cotas son menores a 100 metros (muchos lugares poseen un par de metros sobre el nivel del mar). Un eventual tsunami que present 10 metros de altura y sumndole la fuerza con la que entra al continente, obviamente, no encontr ningn tipo de resistencia y se llev miles de casas a su alrededor dentro de las zonas bajas, en las zonas relativamente altas, las personas podan ver como el tsunami arrasaba con todo a su paso.Figura 8. Los cuadros de color rojo representan las zonas donde el tsunami generado por el terremoto del 11 de marzo ha afectado la costa Este de Japn, estos cuadros vienen a ser las zonas las cuales "han cambiado su forma" debido a los procesos de geodinmica externa (tsunami) Figura 9 . Principales ciudades afectadas por el tsunami (en cuadros de color rojo) Figura 10. Planta nuclear de Fukushima, ahora afectado por tsunamiSi bien la accin elica (vientos) es la principal fuerza responsable de la formacin de olas y mareas, tambin puede ser generado por fenmenos de geodinmica interna (en este caso el tectonismo y el magmatismo), la analoga vendra a ser la siguiente: si tomamos un recipiente con agua y agitamos fuertemente con las manos dicho recipiente estaremos formando perturbaciones a lo largo de la superficie del agua, en este caso pongamos un bloque de madera dentro del recipiente (el bloque de madera representa al continente, para este ejemplo el Japn) las perturbaciones en forma de pequeas olas chocarn contra el bloque de madera golpendolo, el movimiento que se realiza por nuestras manos vendra a ser los constantes movimientos telricos formados debajo del piso ocenico; nosotros, los seres humanos vendramos a ser pequesimos puntos (junto con las ciudades) dentro del bloque de madera.Adicionalmente, la mayora de los sismos ocurridos no tuvieron hipocentros muy profundos, muchos de ellos tuvieron su origen entre los 0 y 33 kilmetros de profundidad, por lo que, de manera adicional ste fue otro factor en la magnitud de los ltimos acontecimientos.Figura 11. La mayora de los sismos ocurren encima del plano de subduccin de placas y poseen profundidades entre los 0 y 33 km de profundidad (puntos naranja), mientras que otros tienen profundidades entre 33 y 70 km (puntos amarillos) http://explorock.wordpress.com/2011/03/16/terremoto-y-tsunami-en-japon-2011-analisis/

El devastador terremoto de magnitud 9 fue tan poderoso que aument levemente la velocidad de rotacin de la Tierra, haciendo que el da sea una fraccin de segundo ms corto , informaron los expertos.

El cientfico de la agencia espacial de Estados Unidos, NASA, Richard Gross, dijo que un cambio en la masa de la Tierra debido al terremoto del 11 de marzo de 2011, hizo que el planeta rote un poco ms rpido, lo que reduce el da de 24 horas en aproximadamente 1,8 microsegundos. Eso es menos de dos millonsimas de un segundo.

El geofsico de la NASA dijo que el terremoto de Japn tambin movi el llamado eje figurado de la Tierra en unos 17 centmetros. El eje figurado es un trmino usado para indicar el eje en torno al cual la masa de la Tierra es balanceada. Es diferente del eje norte-sur sobre el cual la Tierra gira una vez al da.

El cambio en la masa terrestre tambin fue visto en cambios en la superficie en la costa japonesa, causado por el bajn de placas tectnicas de la corteza terrestre que colisionaron.

De acuerdo con los registros, las estaciones de posicionamiento global ms cercanas al epicentro se movieron hacia en el este unos cuatro metros durante el terremoto.

Las centrales japonesas, un pas con requerimientos muy estrictos en cuanto a resistencia a riesgos ssmicos, estaban diseadas para soportar como mximo terremotos de intensidad 7,5. La fuerza del que asol ayer Japn es ms de 10 veces superior.Al iniciarse el terremoto, esas centrales nucleares fueron llevadas a situacin de parada. Pero, y este es uno de los inconvenientes de una tecnologa tan peligrosa como la nuclear, el riesgo de sufrir un accidente no acaba ah, puesto que incluso con la central parada, el combustible nuclear sigue activo, sigue habiendo reacciones nucleares que, adems de radiactividad, generan mucho calor. An en situacin de parada, es necesario seguir refrigerando el ncleo del reactor, el combustible nuclear, durante muchas horas, para evitar un accidente nuclear. Los sistemas de refrigeracin de emergencia del ncleo del reactor funcionan con electricidad. Pero el terremoto afect al suministro elctrico externo de las centrales de Fukushima-1 y 2 (al menos, de estas dos), dejando a stas sin aporte elctrico, lo que se llama en la jerga nuclear un station black-out. En ese caso, tendran que haber entrado en funcionamiento inmediatamente los generadores diesel de emergencia de la central. Pero estos, quiz por efecto del terremoto, no funcionaron. Entonces, empez la cuenta atrs.El combustible nuclear, sin ser refrigerado activamente, empez a sobrecalentarse. El agua en el interior de la vasija del reactor empez a evaporarse, el vapor a aumentar la presin del interior de la vasija, el combustible a quedarse al descubierto, sin agua que lo enfriase. Es el principio de un LOCA (Loss of Coolant Accident), el accidente por prdida de refrigerante, el peor que se puede dar en una central nuclear. De esos que, segn la industria nuclear, nunca pueden ocurrir.Las primeras horas son crticas, si