Sesión 3: Métodos de estudio de la tierra. Los terremotos. El interior de la Tierra I: Métodos de estudio

Transcripción

1 Sesión 3: Métodos de estudio de la tierra. Los terremotos. El interior de la Tierra I: Métodos de estudio La Tierra tiene un radio de algo más de 6000 kilómetros, de los cuales apenas se ha conseguido excavar los quince primeros. A pesar de ello, los geólogos disponen de diferentes procedimientos de estudio que les permiten obtener información del interior de nuestro planeta, hasta el punto de que actualmente se puede decir que se conocen bastantes detalles acerca de su composición, estructura y dinámica. Algunos de estos métodos de estudio son directos, como la exploración geológica, el estudio de los materiales extraídos de las minas o la realización de sondeos geológicos, pero los más importantes son métodos indirectos, entre los que destaca el método sísmico, pero que también incluyen métodos gravimétricos, magnéticos, eléctricos o el estudio de los meteoritos. La exploración geológica consiste en la recogida y estudio de muestras superficiales, a partir de las cuales se puede conocer su naturaleza y edad, pero también sobre otros aspectos de su historia geológica, como los esfuerzos y deformaciones que han sufrido a lo largo del tiempo. Los datos recogidos se recopilan y representan en el mapa geológico, y pueden ser utilizados también para elaborar cortes geológicos que permiten reconstruir la historia de una zona determinada. El estudio geológico de las minas también ha proporcionado información interesante acerca del interior de nuestro planeta, a pesar de que las más profundas no alcanzan más allá de los 4 kilómetros de profundidad. Gracias a los datos recogidos en minas se ha conocido, por ejemplo, la existencia de un gradiente geotérmico, es decir, de una variación de la temperatura del terreno en función de la profundidad, de 3ºC cada 100 metros. Otro procedimiento directo de estudio del interior de la Tierra es la realización de sondeos geológicos, excavaciones que se realizan tanto con fines científicos como tecnológicos (por ejemplo, determinar si el subsuelo de una zona es apto para realizar determinadas obras) y en las que se extrae un cilindro de material llamado testigo. El sondeo más profundo realizado hasta la actualidad es el KSB al norte de Rusia, que ha llegado hasta los 15 km. Método sísmico. En cuanto a los métodos indirectos de estudio del interior de la Tierra, el más utilizado es el método sísmico, que trata de obtener información a partir de las ondas emitidas por un terremoto. Un sismo, seísmo o terremoto es una sacudida brusca del terreno causada por la liberación brusca de la energía elástica acumulada en los bordes de una falla. La energía elástica es el tipo de energía mecánica que poseen los materiales sometidos a un esfuerzo antes de romperse,

2 y una falla es una discontinuidad entre los materiales geológicos que forman el terreno. La energía liberada en el foco del terremoto se propaga en todas las direcciones mediante ondas materiales de varios tipos. Las características de cada una de esas ondas son de particular interés porque proporcionan información acerca de los materiales que atraviesan. Del foco sísmico parten dos tipos de ondas, las P o primarias y las S o secundarias. Las P son ondas longitudinales y se transmiten a través de cualquier tipo de medio, mientras que las S son transversales, tienen una velocidad de propagación menor que las P y no se transmiten a través de medios fluidos. Las ondas P y S permiten conocer aspectos fundamentales de los medios a través de los cuales se transmiten. Principalmente se puede detectar con la sismología: a) Límites de capas b) Fallas c) Rellenos de poros (como petróleo) Gravimetría La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda de depósitos minerales. Este método aprovecha las diferencias de la gravedad en distintos sectores. La gravitación es la aceleración de un objeto qué esta cayendo a la superficie. Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la gravitación en una región determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la aceleración. Magnetometría La magnetometría es como la gravimetría un método geofísico relativamente simple en su aplicación. El campo magnético de la tierra afecta también yacimientos que contienen magnetita (Fe). Estos yacimientos producen un campo magnético inducido, es decir su propio campo magnético. Un magnetómetro mide simplemente las anomalías magnéticas en la superficie terrestre, cuales podrían ser producto de un yacimiento. El método magnético es el método geofísico de prospección más antiguo aplicable en la prospección petrolífera, en las exploraciones mineras y de artefactos arqueológicos. En las exploraciones mineras se aplica el método magnético en la búsqueda directa de minerales magnéticos y en la búsqueda de minerales no magnéticos asociados con los minerales, que ejercen un efecto magnético mensurable en la superficie terrestre. Además el método magnético se puede emplear en la búsqueda de agua subterránea.

3 Geoelectricidad Los métodos geoeléctricos se basan en la conductividad o la resistividad eléctrica de las rocas, las cuales son propiedades materiales. Se los aplican en la búsqueda de acuíferos o es decir de estratos, que llevan agua subterránea, en la búsqueda de depósitos de sulfuros. En las empresas eléctricas por ejemplo por el método eléctrico se localizan los lugares de baja y de alta conductividad eléctrica para evitar pérdidas de electricidad durante la transferencia de energía. Terremotos Un terremoto es el movimiento brusco de la tierra, causado por la brusca liberación de energía acumulada durante un largo tiempo. La corteza de la Tierra está conformada por una docena de placas de aproximadamente 70 km de grosor, cada una con diferentes características físicas y químicas. Estas placas ("tectónicas") se están acomodando en un proceso que lleva millones de años y han ido dando la forma que hoy conocemos a la superficie de nuestro planeta, originando los continentes y los relieves geográficos en un proceso que está lejos de completarse. Habitualmente estos movimientos son lentos e imperceptibles, pero en algunos casos estas placas chocan entre sí como gigantescos témpanos de tierra sobre un océano de magma presente en las profundidades de la Tierra, impidiendo su desplazamiento. Entonces una placa comienza a desplazarse sobre o bajo la otra originando lentos cambios en la topografía. Pero si el desplazamiento es dificultado comienza a acumularse una energía de tensión que en algún momento se liberará y una de las placas se moverá bruscamente contra la otra rompiéndola y liberándose entonces una cantidad variable de energía que origina el Terremoto. Las zonas en que las placas ejercen esta fuerza entre ellas se denominan fallas y son, desde luego, los puntos en que con más probabilidad se originen fenómenos sísmicos. La actividad subterránea originada por un volcán en proceso de erupción puede originar un fenómeno similar. En general se asocia el término terremoto con los movimientos sísmicos de dimensión considerable, aunque rigurosamente su etimología significa "movimiento de la Tierra". No todas las regiones del mundo están afectadas por la misma cantidad de terremotos. En general las regiones cerca de un margen continental activo sufren grandes cantidades e intensidades de temblores o terremotos (como Chile, Perú, Japón, Italia, Serbia, Croacia, El oeste de los Estados Unidos y China)

4 El foco y el epicentro El foco o hipocentro del terremoto es el lugar de liberación de la energía. El epicentro la proyección a la superficie. La distancia del foco de un sismo se refleja en la llegada de las rápidas ondas primarias (ondas p) y de las más lentas ondas secundarias (ondas s). La diferencia del tiempo entre ambos es grande sí el foco esta lejos. Sí el foco es muy cerca la diferencia temporal entre la llegada de ondas s y p es muy corta. Intensidad de un terremoto La intensidad de un terremoto se puede expresar en escalas relativas de intensidad, como la escala de MERCALLI o la escala de ROSSI-FOREL, que se basan en las destrucciones causadas. La escala de MERCALLI fue diseñada en 1902 y modificada en 1956 por Charles RICHTER. Se constituye de los niveles I a XII. Escala de RICHTER: La escala de Richter mide la energía durante un terremoto. Por medio de la escala de RICHTER se cuantifica la energía sísmica liberada por el terremoto. Magnitud en escala Richter Efectos del terremoto Menos de 3.5 Generalmente no se siente, pero es registrado A menudo se siente, pero sólo causa daños menores Ocasiona daños ligeros a edificios Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas Terremoto mayor. Causa graves daños. 8 o mayor Gran terremoto. Destrucción total a comunidades cercanas. TSUNAMI La mayor parte de los terremotos de gran magnitud se originan en zonas de subducción donde una placa oceánica se desliza bajo una placa continental o bajo otra placa oceánica más joven. Cuando esto ocurre en el suelo oceánico puede dar lugar a un tsunami (palabra japonesa que significa ola en la bahía ) como el que el 11 de marzo golpeó a Japón. El tsunami está formado por una serie de ondas oceánicas extremadamente largas -con longitudes de onda del orden de cientos de kilómetrosque, en aguas profundas, se propagan a una velocidad que puede superar los 800 kilómetros por hora. A medida que el tsunami alcanza aguas costeras la columna de agua reduce su velocidad, aumentando rápidamente la energía y la altura de la ola. Las aguas se retiran justo antes que el tsunami irrumpa, dejando en ocasiones los arrecifes al descubierto, como muestra la imagen.

5 El tsunami embiste la costa arrasándolo todo tanto al entrar en tierra como al salir de nuevo al mar. De hecho, la ola de regreso puede ser tan devastadora o más que la de entrada, ya que cuando la masa de agua fluye de vuelta al mar arrastra escombros que aumentan su fuerza de empuje CAUSAS DE TSUNAMIS Como se mencionaba en el punto anterior, los Terremotos son la gran causa de tsunamis. Para que un terremoto origine un tsunami el fondo marino debe ser movido abruptamente en sentido vertical, de modo que el océano es impulsado fuera de su equilibrio normal. Cuando esta inmensa masa de agua trata de recuperar su equilibrio, se generan las olas. El tamaño del tsunami estará determinado por la magnitud de la deformación vertical del fondo marino. No todos los terremotos generan tsunamis, sino sólo aquellos de magnitud considerable, que ocurren bajo el lecho marino y que son capaces de deformarlo. Si bien cualquier océano puede experimentar un tsunami, es más frecuente que ocurran en el Océano Pacífico, cuyas márgenes son más comúnmente asiento de terremotos de magnitudes considerables (especialmente las costas de Chile y Perú y Japón). Además el tipo de falla que ocurre entre las placas de Nazca y Sudamericana, llamada de subducción, hacen más propicia la deformidad del fondo marino y por ende los tsunamis. A pesar de lo dicho anteriormente, se han reportado tsunamis devastadores en los Océanos Atlántico e Índico, así como el Mar Mediterráneo. Un gran tsunami acompañó los terremotos de Lisboa en 1755, el del Paso de Mona de Puerto Rico en 1918, y el de Grand Banks de Canadá en 1929.