Terremotos: Escalas de intensidad y magnitud

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Sismografo
En la historia de las innovaciones que rodean al estudio de los terremotos, tenemos que tener en cuenta dos cosas: los dispositivos que registran la actividad sísmica y los sistemas de medición por escrito para ayudar a interpretar los datos. Por ejemplo: la escala de Richter no es un dispositivo físico, sino una fórmula matemática.

Escalas de intensidad y magnitud

La magnitud mide la energía liberada en el epicentro del terremoto. La magnitud de un terremoto se determina a partir del logaritmo de la amplitud de las ondas grabadas en un sismograma en un determinado período. La intensidad mide la fuerza de la agitación producida por el terremoto en un lugar determinado. La intensidad se determina a partir de los efectos sobre las personas, las estructuras humanas y el medio ambiente natural. La intensidad no tiene una base matemática; la intensidad se basa en la determinación de los efectos observados.
La primera medición de la intensidad de un terremoto ha sido atribuida al italiano Schiantarelli, que registró la intensidad del terremoto de 1783 que se produjo en Calabria, Italia.

Escala Rossi-Forel

Las escalas de intensidad modernas fueron desarrolladas por Michele de Rossi de Italia (1874) y Francois Forel de Suiza (1881), que publicaron de manera independiente escalas de intensidad similares. Más tarde, Rossi y Forel trabajaron juntos y produjeron la escala Rossi-Forel en 1883. La escala de Rossi-Forel utiliza diez grados de intensidad y se convirtió en la primer escala que se utiliza ampliamente a nivel internacional. En 1902, el italiano Giuseppe Mercalli vulcanólogo creó una escala de doce grados de intensidad.

Escala de intensidad modificada de Mercalli

A pesar de las numerosas escalas de intensidad que se han desarrollado durante los últimos cientos de años para evaluar los efectos de los terremotos, el que se utiliza actualmente en los Estados Unidos es la Escala de intensidad modificada de Mercalli (MM). Fue desarrollada por los sismólogos estadounidenses Harry y Frank Neumann. Esta escala, compuesta por 12 niveles de intensidad que van desde el temblor imperceptible hasta una destrucción catastrófica, que se designan con números romanos. No tiene una base matemática, sino que es una clasificación arbitraria basándose en los efectos observados.

Escala Richter de magnitud

La escala Richter fue desarrollada en 1935 por Charles F. Richter del Instituto de Tecnología de California. En la escala de Richter, la magnitud se expresa en números enteros y fracciones decimales. Por ejemplo, una magnitud 5,3 puede ser calculada por un sismo de moderada intensidad, y un fuerte terremoto podría ser clasificado como de magnitud 6,3. Debido a la base de la escala logarítmica, cada incremento de número entero en magnitud representa un aumento de diez veces en la amplitud medida; como una estimación de la energía, cada paso de una unidad en la escala de magnitud corresponde a la liberación de aproximadamente 31 veces más energía que la cantidad asociada con el valor del número entero anterior.
En un primer momento, la escala de Richter podía aplicarse únicamente a los registros de fabricación idéntica. Ahora, los instrumentos son calibrados cuidadosamente. Por lo tanto, la magnitud se puede calcular a partir del registro de cualquier sismografo calibrado.
Escala Richter de magnitud
Escala Richter de magnitud
La ecuación que describe esta escala es:
escala richter de intensidad de terremotos
donde:
A = amplitud de las ondas en milímetros, tomada directamente en el sismograma.
escala richter de magnitud de terremotos = tiempo en segundos desde el inicio de las ondas P (primarias) al de las ondas S (secundarias)
M = magnitud arbitraria pero constante en terremotos que liberan la misma cantidad de energía.

El uso del logaritmo en la escala es para reflejar la energía que se desprende en un terremoto. El logaritmo incorporado a la escala hace que los valores asignados a cada nivel aumenten de forma logarítmica, y no de forma lineal. Richter tomó la idea del uso de logaritmos en la escala de magnitud estelar, usada en la astronomía para describir el brillo de las estrellas y de otros objetos celestes. Richter arbitrariamente escogió un temblor de magnitud 0 para describir un terremoto que produciría un desplazamiento horizontal máximo de 1 μm en un sismograma trazado por un sismómetro de torsión Wood-Anderson localizado a 100 km de distancia del epicentro. Esta decisión tuvo la intención de prevenir la asignación de magnitudes negativas. Sin embargo, la escala de Richter no tenía límite máximo o mínimo, y actualmente habiendo sismógrafos modernos más sensibles, éstos comúnmente detectan movimientos con magnitudes negativas.
Debido a las limitaciones del sismómetro de torsión Wood-Anderson usado para desarrollar la escala, la magnitud original ML no puede ser calculada para temblores mayores a 6,8. Varios investigadores propusieron extensiones a la escala de magnitud local, siendo las más populares la magnitud de ondas superficiales MS y la magnitud de las ondas de cuerpo Mb.

Tabla de magnitudes

La mayor liberación de energía que ha podido ser medida fue durante el terremoto ocurrido en la ciudad de Valdivia (Chile), el 22 de mayo de 1960, el cual alcanzó una magnitud de momento (MW) de 9,5.
A continuación se describen los efectos típicos de los sismos de diversas magnitudes, cerca del epicentro. Los valores son estimados y deben tomarse con extrema precaución, ya que la intensidad y los efectos en la tierra no sólo dependerán de la magnitud del sismo, sino también de la distancia del epicentro, la profundidad, el foco del epicentro y las condiciones geológicas (algunos terrenos pueden amplificar las señales sísmicas). (Basado en documentos de U.S. Geological Survey).

Magnitudes Richter Descripción Efectos de un sismo Frecuencia de ocurrencia
Menos de 2,0 Micro Los microsismos no son perceptibles. Alrededor de 8.000 por día
2,0-2,9 Menor Generalmente no son perceptibles. Alrededor de 1.000 por día
3,0-3,9 Perceptibles a menudo, pero rara vez provocan daños. 49.000 por año.
4,0-4,9 Ligero Movimiento de objetos en las habitaciones que genera ruido. Sismo significativo pero con daño poco probable. 6.200 por año.
5,0-5,9 Moderado Puede causar daños mayores en edificaciones débiles o mal construidas. En edificaciones bien diseñadas los daños son leves. 800 por año.
6,0-6,9 Fuerte Pueden ser destructivos en áreas pobladas, en hasta unos 160 kilómetros a la redonda. 120 por año.
7,0-7,9 Mayor Puede causar serios daños en extensas zonas. 18 por año.
8,0-8,9 Gran Puede causar graves daños en zonas de varios cientos de kilómetros. 1 por año.
9,0-9,9 Devastadores en zonas de varios miles de kilómetros. 1 en 20 años.
10,0+ Épico Nunca registrado; ver tabla de más abajo para el equivalente de energía sísmica. En la historia de la humanidad (y desde que se tienen registros históricos de los sismos) nunca ha sucedido un terremoto de esta magnitud.

A continuación se muestra una tabla con las magnitudes de la escala y su equivalente en energía liberada.

Magnitud
Richter
(escala de intensidad o escala de intensidad)
Magnitud
de momento
Equivalencia de
la energía TNT
Referencias
–1,5 1 g Rotura de una roca en una mesa de laboratorio
1,0 170 g Pequeña explosión en un sitio de construcción
1,5 910 g Bomba convencional de la Segunda Guerra Mundial
2,0 6 kg Explosión de un tanque de gas butano
2,5 29 kg Bombardeo a la ciudad de Londres
3,0 181 kg Explosión de una planta de gas
3,5 455 kg Explosión de una mina
4,0 6 toneladas = 6 t Bomba atómica de baja potencia.
5,0 199 t Terremoto de Albolote en 1956 (Granada España) , Terremoto de Lorca de 2011 (Murcia, España), Terremoto de Tenerife de 1989 Canarias, España
5,5 500 t Terremoto de El Calvario (Colombia) de 2008
6,0 1.270 t Terremoto de Double Spring Flat de 1994 (Nevada, Estados Unidos)
Terremoto de Guerrero-Oaxaca de abril de 2012 (México)
6,1 Terremoto de Salta de 2010
6,2 Terremoto de Costa Rica de 2009
Terremoto del Estado Carabobo (Venezuela) de 2009 Terremoto en Managua (Nicaragua) de 1972)
6,4 Terremoto de Armenia de 1999 (Armenia, Colombia)
6,5 31.550 t Terremoto de Northridge de 1994 (California, Estados Unidos)
Terremoto de Guerrero de 2011 (México)
6.7 Terremoto del Perú de 2011 (Ica, Perú)
Terremoto de Veracruz de 2011
6.8 Terremoto de Ciudad de México
Terremoto de Aiquile(Bolivia)
7,0 199.000 t Terremoto de Puerto Príncipe de 2010 (Haití)
Terremotos de El Salvador de 2001
Grommet Cannikin (Isla Amchitka)
7,2 250.000 t Terremoto de Spitak 1988 (Armenia)
Terremoto en Puerto Rico 21 enero
Terremoto de Baja California de 2010 (Mexicali, Baja California)
Terremoto de Ecuador de 2010 (180 kilómetros de Ambato)
7,4 550.000 t Terremoto de La Ligua de 1965 (Chile)
Terremoto de Guerrero-Oaxaca de marzo de 2012 (México)
7,5 750.000 t Terremoto de Caucete 1977 (Argentina)
Terremoto de Oaxaca de 1999 (México)
Terremoto de Guatemala de 1976
7,6 Terremoto de Colima de 2003 (México)
7,7 Terremoto de Limón de 1991 (Limón, Costa Rica y Bocas del Toro, Panamá)
Terremoto de México de 1957 (México)
7,8 1.250.000 t Terremoto de Sichuan de 2008 (China)
7.9 5.850.000 t Terremoto del Perú de 2007 (Pisco, Perú)
8,1 6.450.000 t Terremoto de México de 1985 (Distrito Federal, México)
8,5 31,55 millones de t Terremoto de Sumatra de 2007
8,5 Terremoto de Valdivia de 1575 (Chile)
8,5 Terremoto de Veracruz de 1973 (México)
8,8 210 millones de t Terremoto de Chile de 2010
Terremoto de Ecuador y Colombia de 1906
8,9 Terremoto de Sumatra de 2012
9,0 240 millones de t Terremoto de Japón de 2011
9,3 260 millones de t Terremoto del océano Índico de 2004
Terremoto de Anchorage de 1964 (Alaska, Estados Unidos)
9,5 290 millones de t Terremoto de Valdivia de 1960 (Chile)
10,0 630 millones de t Estimado para el choque de un meteorito rocoso de 2 km de diámetro que impacte a 25 km/s (90.000 km/h)
12,0 1000 millones de t = 106 megatones = 1 teratón Fractura de la Tierra por el centro
Cantidad de energía solar recibida diariamente en la Tierra
13,0 108 megatones = 100 teratones Impacto en la península de Yucatán que causó el cráter de Chicxulub hace 65 millones de años
25.0 1.200.000 trillones de bombas nucleares de Hiroshima Impacto de Theia hace 4.530 millones de años. No hay lugar preciso del impacto debido al tamaño del planetoide.

Fuentes:

Relacionados:
Terremotos
El término terremoto viene del latín terra, terrae (tierra o de la tierra) y motus (movimiento). También se denomina seísmo o sismo ( del griego σεισμός: temblor o temblor de tierra).

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Los sismógrafos son instrumentos que detectan las ondas sísmicas que los terremotos o sismos generan en la corteza terrestre.

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