Terremotos

1. Generalidades

1.1 Los terremotos

1.1.1 Concepto de terremoto

"Los sismos, terremotos o temblores de tierra, son vibraciones de la corteza terrestre" (Bazán y Meli, 1998, 15). Los cuales pueden ser producidos por diferentes fenómenos, como son: la actividad volcánica, la caída de techos de cavernas subterránea, explosiones provocadas por el hombre y los de origen tectónico.

No obstante, los más severos y los más importantes desde el punto de vista de la ingeniería, son los de origen tectónico. Los que se deben a desplazamientos bruscos de las grandes placas en que está dividida la corteza terrestre, llamados sismos interplacas, o a la activación de fallas locales en el interior de tierra firme conocidos como sismos intraplacas.

1.1.2 Origen de los terremotos

De acuerdo al Dr. Herráiz (1997, 1), "el origen de los terremotos ha sido asignado a causas muy diferentes a lo largo de la historia”. En un inicio, las explicaciones a estos fenómenos fueron vinculadas a creencias religiosas. Aunque no faltaron intentos de explicación un poco más basados en las ciencias, como los de algunos filósofos presocráticos del siglo quinto V a.C. y Aristóteles en el siglo IV a.C., los cuales consideraban que los terremotos eran producidos por masas de aire caliente que intentaban escapar del interior de la tierra.

El planteamiento moderno acerca del origen de los terremotos se inicia a principios del siglo XIX, cuando comienzan a vincularse con fallas geológicas. Aunque ya en 1668 en su Discurso sobre terremotos, Hooke realizó consideraciones sobre los terremotos como una respuesta elástica a fenómenos geológicos.

"A finales del siglo XIX ya era comúnmente aceptado que los sismos se originaban por el movimiento relativo de las dos partes de una fractura de la corteza terrestre"(Herráiz, 1997,1). Sin embargo, el primer modelo mecánico para explicarlo lo postuló Reid en 1911. De acuerdo con su teoría, a la cual se conoce como modelo del rebote elástico, los sismos son el resultado de un proceso de deformación elástica y acumulación de esfuerzos en una zona de la corteza terrestre que se mantiene hasta que se supera la resistencia del material. Las rocas deformadas por el esfuerzo rebotan a ambos lados de la falla y la deformación elástica desaparece. El terreno próximo a la falla sufre un desplazamiento, que puede llegar a varios metros. Parte de esa energía liberada se disipa en la zona de ruptura, foco o hipocentro y otra parte se propaga en forma de ondas sísmicas, que a la postre hacen vibrar el terreno. De manera tal, que la generación de un sismo consta de dos etapas: una de acumulación de energía y otra de liberación de forma brusca. La primera puede durar muchos años, mientras que la segunda apenas decenas de segundos.

En este momento la falla experimenta una dislocación, los esfuerzos se relajan total o parcialmente de forma súbita y la energía elástica es liberada bruscamente. En relación a lo explicado, Barquero et al (2000, 50) dice que “un sismo es originado por la liberación repentina de energía acumulada entre las capas de la corteza terrestre, a consecuencia de tensiones acumuladas en ellas en determinados lapsos de tiempo”.

Esta ultima explicación, plantea entonces otra pregunta: ¿Cuál es entonces la causa de los esfuerzos que provocan la deformación del terreno y la acumulación de tensiones en la superficie de la Tierra? La repuesta a esta pregunta está relacionada a la dinámica de la litosfera terrestre y concretamente a la Teoría de la Tectónica de Placas.

1.2 Estructura interna de la Tierra

Por medio de estudios geofísicos, ha sido posible interpretar la estructura de la Tierra." Y se ha determinado la existencia de tres capas concéntricas" (Rivera, 2005,47).

1.2.1 Corteza

La corteza es la capa más superficial de la Tierra y constituye únicamente el 1% de su masa. Se caracteriza por poseer un espesor de entre 5 y 40 km. Pudiendo alcanzar hasta 70 km en zonas de prominentes montañas en los continentes y de 5 km debajo de los océanos.

1.2.2 Manto

El manto es la capa intermedia que se extiende hasta una profundidad de aproximadamente 2900 km, que a su vez se divide en manto externo y manto interno. El manto constituye el 83% del volumen y el 68% de la masa de la Tierra. Es la región de donde procede la energía y las fuerzas responsables de la expansión de los fondos marinos, la deriva de los continentes, la orogénesis y los terremotos mayores.

Cabe destacar que entre 100 y 350 km se encuentra la astenosfera, considerada como una capa blanda, con un comportamiento muy diferente al que posee la litosfera, que es rígida. El hecho de que la capa rígida "flote" sobre el lecho blando tiene una gran importancia porque permite explicar múltiples fenómenos geológicos dentro de la Teoría de la Tectónica de Placas.

1.2.3 Núcleo

El núcleo es la capa mas interna de la Tierra y se extiende desde 2900 km hasta el centro de la tierra a una profundidad de 6370 km. Se divide en dos partes: el núcleo externo, compuesto por hierro-níquel (Fe-Ni) líquido; y el núcleo interno, químicamente de naturaleza Fe-Ni solido.

1.3 Tectónica de placas

1.3.1 Teoría de la tectónica de placas

La tectónica de placas es una teoría que propone un modelo dinámico de la Tierra basado en la hipótesis de que la litosfera se divide en un número reducido de placas que se mueven con independencia unas de las otras y que flotan sobre la astenósfera. Esta teoría ofrece hoy explicaciones plausibles a la mayoría de los fenómenos y hechos geológicos tales como la formación de montañas, océanos, localización de volcanes y epicentros sísmicos. El límite entre las placas se caracteriza por una gran actividad sísmica, volcánica y orogénica. Se pueden distinguir unas 17 placas importantes, de las que seis se consideran principales.

Las primeras hipótesis sobre la tectónica de placas se remontan al año 1596, cuando el geógrafo Abraham Ortelius se percató de que las costas del Nuevo y el Viejo Mundo coinciden. Esta idea fue retomada por Snider en1859 en el libro La Création et ses Mystères Dévoilè, donde se argumentaba la separación entre ambas costas. La hipótesis se retomó puntualmente a inicios del siglo XX por algunos autores como Taylor en 1910 y Baker en1911.

En 1912, Wegener argumentó sólidamente el posible

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