Cómo se distingue una explosión de un sismo?

Transcripción

1 Cómo se distingue una explosión de un sismo? Las señales sísmicas contienen mucha información. Además de la localización y el tamaño del sismo, con un análisis cuidadoso, el sismólogo puede diferenciar entre una explosión y un sismo debido a una falla. Un elemento fundamental en la distinción entre un sismo y una explosión es la profundidad; los sismos pueden ocurrir a profundidades desde un par de kilómetros hasta ~700 km (Figura 1), de hecho, el sismo más profundo, registrado instrumentalmente, ocurrió a 699 km de profundidad en Fiji ( Por otro lado, la profundidad máxima de una explosión puede ser de casi 3 km, para ello se requiere perforar un pozo. Figura 1: Distribución de epicentros a nivel mundial. La profundidad del foco del terremoto se indica con diferente color. Alrededor del 90% de todos los sismos ocurren a una profundidad entre 2 y 100 kilómetros. (Fuente: US Servicio Geológico, Centro Nacional de Información de Terremotos)

2 Una explosión subterránea disipará energía de manera parecida a un sismo, a través de ondas sísmicas. Sin embargo, existen diferencias en las señales que produce una y el otro. Un sismo natural, al ser producto de un rompimiento, seguido del desplazamiento de un bloque con respecto a otro (Figura 2), genera ondas P y ondas S, viajando las primeras más rápido que las segundas. Las ondas S son un claro indicador del desplazamiento relativo entre bloques. Fig.2. Características de una fuente sísmica. La columna de la izquierda muestra el desplazamiento relativo entre bloques para un sismo y los casos de una explosión y una implosión. La columna de en medio muestra los mecanismos focales para cada caso. La columna de la derecha muestra registros de un sismo (arriba) y de una explosión (abajo). El sismo mostrado fue registrado en la estación en Matías Romero, Oax., tuvo su epicentro a 9 km de ahí y una magnitud de 3.8. La explosión es una detonación en una cantera, tuvo una magnitud equivalente a 1 (cortesía de Carlos Valdés González). Figura tomada de Pérez Campos y Solano Hernández (2011).

3 Por otro lado, una explosión (o implosión) implica un aumento (o disminución) del volumen que rodea al sitio de detonación (Figura 2). No habrá desplazamiento de bloques como en un sismo causado por una falla. Por esta razón, las ondas que se generarán serán fundamentalmente P, de tal forma que será posible distinguir las señales sísmicas, o sismogramas, de acuerdo con su origen. Por la misma razón, las señales permiten al sismólogo inferir el tipo de movimiento de bloques que generó al sismo, representándolo por medio de gráficas que parecen pelotas de playa y reciben el nombre de mecanismo focal, como los que se muestran en la Figura 2. Existen otros elementos que permiten distinguir un sismo de una explosión. La magnitud de un evento (sismo o explosión) se puede calcular de diferentes maneras, dependiendo entre otros factores de qué ondas se utilicen en el cálculo, pueden ser ondas de cuerpo (ondas P y ondas S), reportando entonces magnitud mb; o bien, se pueden usar ondas superficiales, entonces se reporta Ms. Para un sismo, estos dos valores serán muy parecidos. Sin embargo, para una explosión, el valor de mb será considerablemente menor que el valor de Ms. En la Figura 3 se presenta un ejemplo de una explosión. En este caso la explosión que se observa en la figura, es una explosión natural del volcán Popocatépetl. Esta explosión ocurrió el día 25 de mayo de En los registros sísmicos se observa claramente el arribo de las ondas P, mientra que las ondas S no son apreciables. Figura 3. Registro sísmico de una explosión del volcán Popocatépetll en la estación sismológica de banda ancha PPIG. Se aprecia claramente el arribo de las ondas P, mientras que las ondas S no son apreciables.

4 El registro de una explosión inducida puede observarse en la figura 4. Se trata de una explosión registrada en la estación sismológica de Banda Ancha que se encuentra en Nacozari, Sonora. Como en la figura 3, en la figura 4 se aprecian muy claramente las ondas P y no se observa el arribo de las ondas S. De hecho, los registros de las tres componentes son muy parecidas tanto en forma como en amplitud. Figura 4. Registro sísmico de una explosión inducida. Esta explosión se registró en la estación sismológica de banda ancha NZIG que se encuentra en Nacozari, Sonora. Se aprecia claramente el arribo de las ondas P, mientras que las ondas S no son apreciables Por otro lado, en la Figura 5, se muestra el registro sísmico de un temblor producido por una falla. Este sismo ocurrió el día 1 de diciembre de 2014, su epicentro fue localizado en el Distrito Federal, en la delegación Magdalena Contreras y tuvo una magnitud de 3.4. Se aprecian claramente tanto las ondas P como las ondas S, las cuales fueron identificadas y marcadas con líneas verticales por un sismólogo.

5 De esta manera, vemos cómo al hacer el análisis de los sismogramas, es posible identificar si el movimiento registrado fue ocasionado por una explosión (o implosión) o por un sismo natural de origen tectónico. Figura 5. Registro sísmico de un temblor que ocurrió el día 1 de diciembre de El epicentro de este sismo fue localizado en el Distrito Federal, en la delegación Magdalena Contreras y tuvo una magnitud de 3.4. Se aprecian claramente tanto las ondas P como las ondas S, las cuales fueron identificadas y marcadas con líneas verticales por un sismólogo. Referencias: Pérez Campos, X. y E. A. Solano Hernández (2011). La función de la sismología en la vigilancia de la prohibición de pruebas nucleares, Geofisicosas, 40.