VOLCANES
INTRODUCCIÓN
Los volcanes constituyen el único intermedio que pone en comunicación directa la superficie con los niveles profundos de la corteza terrestre; es decir, son el único medio para la observación y el estudio de los materiales líticos de origen magmático, que constituyen aproximadamente el 80 % de la corteza sólida. En la profundidad del Manto terrestre, el magma bajo presión asciende, creando cámaras magmáticas dentro o por debajo de la corteza. Las grietas en las rocas de la corteza proporcionan una salida para la intensa presión, y tiene lugar la erupción. Vapor de agua, humo, gases, cenizas, rocas y lava son lanzados a la atmósfera.
Los volcanes son en esencia aparatos geológicos que establecen una comunicación temporal o permanente entre la parte profunda de la litosfera y la superficie terrestre.
Las partes de un volcán típico son: cámara magmática, chimenea, cráter y cono volcánico.
La cámara magmática es la zona de donde procede la roca fundida o magma, que forma la lava; la chimenea es el canal o conducto por donde asciende la lava; el cráter es la zona por donde los materiales son arrojados al exterior durante la erupción; el cono volcánico está formado por la aglomeración de lavas y productos fragmentados. Con frecuencia, fracturas del cono volcánico o explosiones eruptivas, dan lugar a cráteres adventicios que se abren en los flancos o en su base y cuyas chimeneas secundarias comunican con la principal.
Las manifestaciones de la actividad volcánica, es decir, la salida de productos gaseosos, líquidos y sólidos lanzados por las explosiones, constituyen los paroxismos o erupciones del volcán. Muchos de los volcanes que actualmente existen en la superficie de la Tierra no han dado muestras de actividad eruptiva y por eso se les llama volcanes extinguidos, independientemente de que en algún momento alcancen la actividad.
Otros se hallan hoy, o se han hallado en tiempos históricos no muy lejanos, en actividad, y por eso se les llama volcanes activos. Esa actividad eruptiva es casi siempre intermitente, ya que los períodos de paroxismo alternan con otros de descanso, durante los cuales el volcán parece extinguido (Vesubio, Teide, Teneguía, Fuji, etc.). Existen sin embargo volcanes que son de actividad continua, como el Manua-Loa de las islas Hawai o el Etna en Sicilia. Etna
TEORÍAS VOLCÁNICAS
Durante mucho tiempo los geólogos supusieron que la causa principal de los sucesos volcánicos era la entrada de agua, sometida a altas temperaturas, en el interior de la Tierra. En los últimos años, sin embargo, a medida que se comprenden mejor los mecanismos de interacción de las placas corticales terrestres, los geólogos han conseguido integrar el vulcanismo en la teoría de la tectónica de placas. La energía de los volcanes activos deriva, en último término, de los procesos ligados a los movimientos de las placas de la corteza. Además, los volcanes tienden a situarse en las fronteras de las placas más importantes.
Los volcanes se forman en dos tipos de fronteras de placa: las convergentes y las divergentes. En las primeras, donde una placa penetra bajo otra, la materia de la parte superior de la placa subducida es arrastrada en una trayectoria oblicua hacia el interior de la Tierra, hasta que alcanza una profundidad en la que se funde. Entonces asciende por fisuras verticales y es expulsada hacia la superficie por una chimenea volcánica. En las fronteras divergentes, como la dorsal del Atlántico, donde la corteza oceánica se estira y se separa, se forma una zona lineal débil; ésta sirve de salida para la erupción de magma que asciende por corrientes de convección gigantes situadas en el manto.
Los vulcanólogos han enunciado varias teorías para explicar la acción de los gases volcánicos como generadores de una erupción. La teoría más sencilla establece que el mecanismo es similar a la forma en que el gas en una bebida gaseosa puede provocar un chorro de ésta, o a lo que ocurre al agitar una botella de gaseosa.
DISTRIBUCIÓN DE LOS VOLCANES
En la actualidad la tectónica de placas engloba y relaciona todos los fenómenos geológicos entre sí, por ello en un mapamundi se observa que las zonas volcánicas coinciden con las sísmicas. La actividad volcánica y sísmica se desarrolla con gran intensidad en zonas de expansión o extensión de la corteza (dorsales oceánicas: rift oceánico; y rift continental); en las zonas de comprensión o colisión (zonas de subducción) donde se forman las cadenas de montañas recientes; en las fosas oceánicas de los arcos isla; en las cuencas oceánicas (fallas transformantes y puntos calientes) y en las zonas continentales estables. Hoy en día, de los 500 volcanes activos, sólo un 5 % se mantienen en actividad continua. No se tienen en cuenta las erupciones submarinas que pasan desapercibidos al producirse en las cuencas oceánicas. Geográficamente pueden considerarse en la Tierra cinco zonas de máxima actividad volcánica y sísmica:
Circumpacífica
Se denomina también Cinturón de Fuego; se extiende circularmente alrededor de todo el océano Pacífico y las costas de América, Asia y Oceanía, originándose en las cadenas montañosas de los Andes, Montañas Rocosas y en los arcos isla.
Aparatos volcánicos actuales se encuentran en Alaska (Katmai), archipiélago de las Aleutianas (más de 30 volcanes activos), península de Kamchatka, islas Kuriles (arcos isla que enlazan las Aleutianas, Japón y Filipinas), en Japón (Asama, el Fuji-Yama símbolo japonés), islas Marianas, Sumatra, Krakatoa, Java; Filipinas, Nueva Guinea,
Fuji-Yama
Nuevas Hébridas, Nueva Zelanda y Tonga; Antártida (Bird, Erebus y Terror), Chile, Argentina (Aconcagua, 7 035 m), entre Bolivia y Chile (Guallatiri, 6 000 m), Perú (Misi, 5 825 m), Ecuador (Chimborazo, 6 310 m; Cotopaxi, 5 897 m), Colombia (Nevado del Ruiz, 5 400 m; Tolima, 5 215 m), Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Guatelama, México (Popocatepetl, 5 452 m; Colima, 3 960 m; Paracutin, 2 743 m; Pico de Orizaba 5 675 m), en Norteamérica, el Santa Elena. Como puntos calientes en la placa Pacífica se encuentran las islas Hawaii (Mauna-Loa, 4 160 m; Mauna-Kea y Kilauea).
Mediterráneo-Asiática
Se extiende desde el océano Atlántico hasta el océano Pacífico, en sentido transversal de Oeste a Este.
Volcanes actuales solamente existen en Italia (Etna, Vulcano, Strómboli y Vesubio) y en Grecia; pero zonas de gran sismicidad se extienden desde las zonas Alpinas occidentales hasta las orientales, Béticas, Turquía, Cáucaso, golfo Pérsico, Irán, Asia Central (Himalaya), hasta llegar a Indonesia donde coincide con la Circumpacífica.
Vulcano
Índica
Rodea el océano Índico y por Sumatra y Java enlaza con la Circumpacífica. Hay muchas islas y montañas submarinas en la dorsal Índica con vulcanismo activo, como la isla Reunión y las islas Comores en el estrecho de Madagascar.
Atlántica
Recorre el océano Atlántico de Norte a Sur, por su zona central. Como vulcanismo más septentrional está la isla de Jan Mayen en el mar de Groenlandia. Estas islas que emergen de la dorsal atlántica son: Islandia (Hekla, Laki, Helgafell); Ascensión, Santa Elena, Tristan da Cunha y Gough; en el Atlántico central las islas Madeira e islas Salvajes. Asociados a fallas transformantes se encuentran los archipiélagos de las Azores y las Canarias (Tenerife - Teide, La Palma - Teneguía).
Hekla
Africana
En la región oriental, está relacionada con el rift continental que se extiende desde Mozambique a Turquía; como volcanes, destacan: el Kilimanjaro, el Meru, el Kenia y el Niragongo. Entre Etiopía y Somalia se encuentra el nacimiento de un nuevo océano (el triángulo de Afar) con una incipiente dorsal oceánica que separa la placa Africana de la Arábiga. En este área existen muchos Guyots y volcanes como el Erta-Ale. En Etiopía está el Fantalé. Mega (Etiopía)
En el África occidental se levanta el Mont Camerún relacionado por fallas con el vulcanismo de las islas de Fernando Póo, Príncipe, Santo Tomé y Annobón.
Tipos de Volcanes
Dependiendo la forma los volcanes se pueden clasificar de diferentes formas. El carácter esencial de un volcán consiste en un conducto volcánico central. La forma y el perfil de los detritos acumulados alrededor del conducto central están influidos en sumo grado por el tipo de erupción. 
Conos basálticos
Son raros, y probablemente sean más bien bajos debido a la gran fluidez de la lava basáltica. Ejemplos de este tipo de volcán son el Rangitoto, en Nueva Zelandia y el Skajaldbreit, en Islandia.
Rangitoto
Volcanes en escudo o domos basálticos
Se forman donde la lava basáltica es expelida en forma fluida y, aunque pueden lograr gran altura, tienen bases tan amplias que no les corresponde adecuadamente la denominación de conos. Los volcanes hawaianos son ejemplos excelentes de volcanes en escudo. La gran pila de material volcánico que se eleva 9144 m por arriba del
Manua Loa
fondo oceánico para formar las islas Hawaii, es un complejo de escudos volcánicos uno arriba del otro, con el Mauna Loa como el último que se ha formado. En este tipo de volcanes es común la expulsión lateral de lava a través de fisuras radiales, aunque en las primeras etapas de su desarrollo la mayor parte de la erupción se produce por orificios centrales.
Conos de ceniza
Se forman donde las erupciones son de tipo explosivo con predominio de materiales piroclásticos. El crecimiento de un cono de ceniza comienza alrededor del cráter con un anillo circundante de detritos piroclásticos compuestos de ceniza, lapilli y materiales más gruesos. Esto se denomina anillo de toba, particularmente cuando está compuesto de materiales de tamaño fino. Los conos de ceniza raramente logran alturas superiores a los mil metros. Un ejemplo de este tipo de volcanes es el anillo de toba de Koko Head, en la isla Oaku, Hawaii.
Volcanes compuestos o estratovolcán
Poseen un estructura que atestigua períodos alternantes de erupciones explosivas y erupciones tranquilas. Muestran una estratificación grosera producida por la alternancia
de mantos de lava y de material piroclástico. La lava intrusada en fisuras se solidifica formando diques; si ha sido inyectada entre capas de materiales fragmentarios de eyección, constituye filones capa. Las corrientes de lava aisladas que salen del cráter o por fisuras laterales pueden formar extensiones semejantes a lenguas y se denominan coladas. La mayoría de los grandes volcanes del mundo son compuestos. Ejemplos de estos son el Vesubio en Italia, el Llaima y Villarrica en Chile, el Cotopaxi en Ecuador y el Fujiyama en Japón.
ERUPCIÓN
En una erupción violenta de un volcán la lava está muy cargada de vapor y de otros gases, como dióxido de carbono, hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de azufre, que se escapan de la masa de lava con explosiones violentas y ascienden formando una nube turbia. Estas nubes descargan, muchas veces, lluvias copiosas. Porciones grandes y pequeñas de lava son expelidas hacia el exterior, y forman una fuente ardiente de gotas y fragmentos clasificados como bombas, brasas o cenizas, según sus tamaños y formas. Estos objetos o partículas se precipitan sobre las laderas externas del cono o sobre el interior del cráter, de donde vuelven a ser expulsadas una y otra vez. También pueden aparecer relámpagos en las nubes, en especial si están muy cargadas de partículas de polvo. El magma asciende por la chimenea y fluye convertido en lava sobre el borde del cráter, o rezuma, como una masa pastosa, a través de fisuras en la ladera del cono. Esto puede señalar lo que ha sido llamado “crisis” o punto crucial de la erupción; después de la expulsión final de materia fragmentada, el volcán puede volver al estado de latencia.Tipos de erupciones
Dependiendo de la temperatura de los magmas, de la cantidad de productos volátiles que acompañan a las lavas y de su fluidez (magmas básicos) o viscosidad (magmas ácidos), los tipos de erupciones pueden ser:
Hawaiano
Sus lavas son muy fluidas, sin que tengan lugar desprendimientos gaseosos explosivos; estas lavas se desbordan cuando rebasan el cráter y se deslizan con facilidad, formando verdaderas corrientes a grandes distancias. Algunas partículas de lava, al ser arrastradas por el viento, forman hilos cristalinos que los nativos llaman cabellos de la diosa Pelé (diosa del fuego).
Stromboliano
Recibe el nombre del Stromboli, volcán de las islas Lípari, en el mar Tirreno, al N. de Sicilia. La lava es fluida, con desprendimientos gaseosos abundantes y violentos, con proyecciones de escorias, bombas y lapilli. Debido a que los gases pueden desprenderse con facilidad, no se producen pulverizaciones o cenizas. Cuando la lava rebosa por los bordes del cráter, desciende por sus laderas y barrancos, pero no alcanza tanta extensión como en las erupciones de tipo hawaiano.
Vulcaniano
Toma el nombre del volcán Vulcano en las islas Lípari. En este tipo de volcán se desprenden grandes cantidades de gases de un magma poco fluido que se consolida con rapidez; por ello las explosiones son muy fuertes y pulverizan la lava, produciendo gran cantidad de cenizas que son lanzadas al aire acompañadas de otros materiales fragmentarios. Cuando la lava sale al exterior se consolida rápidamente, pero los gases que se desprenden rompen y resquebrajan su superficie, que por ello resulta áspera y muy irregular, formándose lavas cordadas.
Vesubiano
Se diferencia del vulcaniano en que la presión de los gases es muy fuerte y produce explosiones muy violentas. Forma nubes ardientes que, al enfriarse, producen precipitaciones de cenizas, que pueden llegar a sepultar ciudades, como ocurrió en Pompeya.
Vesubio en erupción
Peleano
Entre los volcanes de las Antillas es célebre el de la Montaña Pelada de la isla Martinica por su erupción de 1902, que ocasionó la destrucción de su capital, San Pedro. Su lava es extremadamente viscosa y se consolida con gran rapidez, llegando a tapar por completo el cráter; la enorme presión de los gases, que no encuentran salida, levanta este tapón que se eleva formando una gran aguja. Esto ocurrió el 8 de mayo, cuando las paredes del volcán cedieron a tan enorme empuje, abriéndose un conducto por el que salieron con extraordinaria fuerza los gases acumulados a elevada temperatura y que, mezclados con cenizas, formaron la nube ardiente que alcanzó 28 000 víctimas.
Krakatoano
La explosión volcánica más formidable de las conocidas hasta la fecha fue la del volcán Krakatoa. Originó una tremenda explosión y enormes maremotos. Se cree que este tipo de erupciones son debidas a la entrada en contacto de la lava ascendente con el agua o con rocas mojadas, por ello se denominan erupciones freáticas.
Krakatoa
Erupciones submarinas
En los fondos oceánicos se producen erupciones volcánicas cuyas lavas, si llegan a la superficie, pueden formar islas volcánicas. Éstas suelen ser de corta duración en la mayoría de los casos, debido al equilibrio isostático de las lavas al enfriarse y por la erosión marina. Algunas islas actuales como las Cícladas (Grecia), tienen este origen.
Erupciones de cieno
Nevado de Ruíz
Hay volcanes que ocasionan gran número de víctimas, debido a que sus grandes cráteres están durante el reposo convertidos en lagos o cubiertos de nieve. Al recobrar su actividad, el agua mezclada con cenizas y otros restos, es lanzada formando torrentes y avalanchas de cieno, que destruyen, todo lo que encuentran a su paso. Un ejemplo actual fue la erupción del Nevado de Ruiz (Colombia) el 13 de noviembre de 1985. Nevado es un volcán explosivo, en el que la cumbre del cráter (4 800-5 200 m de altura) estaba recubierta por un casquete de hielo; al ascender la lava se recalentaron las capas de hielo, formando unas coladas de barro que invadieron el valle del río Lagunilla y sepultaron la ciudad de Armero, causando 20 000 muertos y decenas de miles de heridos. Se puede comparar a la catástrofe de la Montaña Pelada.
Erupciones fisurales
Son las que se originan a lo largo de una dislocación de la corteza terrestre, que puede tener varios kilómetros. Las lavas que fluyen a lo largo de la rotura son fluidas y recorren grandes extensiones formando amplias mesetas o traps, con un kilómetro o más de espesor y miles de kilómetros cuadrados de superficie. Ejemplos de vulcanismo fisural es la meseta del Deccan (India).
Productos arrojados Durante la erupción
Los materiales que arrojan los volcanes durante las erupciones pueden ser de tres clases:
Gaseosos
Los gases que los volcanes emiten, a veces con extraordinaria violencia, son mezclas complejas cuya composición varía de unos a otros, por las distintas erupciones, e incluso por los distintos períodos de una misma erupción. Los más abundantes son: vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, ácido clorhídrico y cloruros volátiles, gases sulfurosos y sulfhídrico, metano y otros hidrocarburos. Además de por el cráter, los gases se desprenden también de las lavas fundidas y por las grietas del suelo. Si preceden a las erupciones, o son posteriores a ellas, se designan con el nombre de fumarolas.
Los gases expulsados durante las erupciones pueden tener una densidad tal que arrastren cenizas en suspensión, formándose las llamadas nubes ardientes.
Nubes de este tipo debieron producirse en la erupción del Vesubio del año 79 d. de C., que destruyó las ciudades de Pompeya y Herculano.
Líquidos
Los productos líquidos reciben el nombre general de lavas y no son otra cosa que magmas que salen por el cráter y se deslizan por la superficie circundante. Las que son muy fluidas, como las basálticas, al desbordar por el cráter o las fisuras del cono volcánico, se deslizan con facilidad por las vertientes formando a veces verdaderas cascadas y por la superficie del suelo formando coladas.
Cuando el enfriamiento es en regiones submarinas, las lavas al ponerse en contacto con el agua se enfrían rápidamente en la superficie, y los núcleos de lava al resbalar por la pendiente se van separando en forma de bolsas globosas o protuberancias, que al superponerse unas sobre otras recuerdan almohadones, de ahí el nombre de lavas almohadilladas o pillow-lavas. Si las lavas son más viscosas, lo que sucede en las de naturaleza andesítica y traquítica, se deslizan con dificultad consolidándose rápidamente y de manera irregular; los gases que se desprenden dan a las superficies un aspecto erizado, rugoso y áspero, lo que les hace difíciles para andar, de ahí el nombre hawaiano de aa o de malpais en Canarias.
Sólidos
Los materiales sólidos, también llamados piroclastos (piros: fuego; clastos: fragmentos), son de proyección. Atendiendo a su tamaño se dividen en: a) bloques y bombas, de tamaño comprendido entre varios centímetros a metros. Si las lavas son muy viscosas al producirse la explosión son lanzadas al aire y su parte externa cristaliza rápidamente permaneciendo su interior fluido, por lo que al caer al suelo se agrietan como corteza de pan, llamándose panes volcánicos. Si las lavas son menos viscosas las bombas adquieren formas de huso al ir girando en su trayectoria. b) lapilli y gredas, de tamaño entre el de un guisante y una nuez, y c) cenizas o polvo volcánico, partículas de menos de 4 mm que debido a su tamaño pueden ser transportadas por el viento a grandes distancias. Cuando en las lavas viscosas se liberan los componentes volátiles, ocasionan una expansión que forma cavidades no comunicadas entre sí, dando el aspecto característico de las pumitas o piedra pómez. La consolidación de estos piroclastos forman las tobas volcánicas y aglomerados.
FASE DE ENFRIAMIENTO
Durante un largo periodo después de que haya cesado la erupción de lava o de materia fragmentada, un volcán continúa emitiendo gases ácidos y vapor en lo que se llama estado fumarólico. Después de esta fase surgen del volcán manantiales calientes. Un ejemplo de este tipo de actividad puede verse en los géiseres del Parque nacional de Yellowstone en Wyoming y en las fuentes calientes de la isla del Norte de Nueva Zelanda. Con el tiempo, los últimos rastros del calor volcánico desaparecen, y entonces pueden aparecer manantiales de agua fría en el volcán o en las zonas cercanas.Los géiseres aparecen cuando la base de una columna de agua que reposa en una cámara subterránea se evapora al contacto con una roca volcánica caliente. Cuando el agua hierve, se expande, arrastrando algo de líquido hacia el exterior. La cantidad inicial de agua liberada en la superficie reduce el peso de la columna, a su vez, disminuye la presión y por tanto el punto de fusión disminuye. Cuando desciende el punto de fusión, toda la columna se evapora a la vez y sale del suelo en una erupción espectacular. Las fumarolas son similares a los géiseres, pero liberan ráfagas de gases calientes en vez de agua. Los manantiales calientes se surten de las mismas fuentes que los géiseres, pero son sistemas de baja presión, lo que hace que el agua burbujee en lugar de salir en erupción. El agua de estos manantiales calentados de forma natural supera con frecuencia temperaturas de 60 ºC.
Islandia, que se encuentra sobre la unión de las placas tectónicas euroasiática y norteamericana, tiene origen volcánico. Las mesetas de lava y los afloramientos montañosos constituyen la mayor parte de su topografía, que la hacen inhabitable. El país tiene numerosas fuentes termales en la forma de géiseres o volcanes de lodo (en la imagen). En ciudades como Reykjavík, capital y mayor ciudad de Islandia, numerosos edificios tienen calefacción gracias a esta barata y abundante fuente de energía.
PERIODO DE INACTIVIDAD
Después de volverse inactivo, un volcán experimenta una reducción progresiva de tamaño debido a la erosión por agua fluyente, glaciares, viento u olas. En ocasiones el volcán desaparece dejando sólo un conducto volcánico, esto es, una chimenea llena de lava o de materia fragmentada que se extiende desde la superficie terrestre hasta el antiguo depósito de lava. Las minas de diamantes de Suráfrica se encuentran en conductos volcánicos.
Lago del Cráter, Oregón
La isla Wizard, en la imagen, es la cumbre de un extinto volcán que se formó en las aguas del lago del Cráter, al sur de Oregón. El lago alimenta el cráter del volcán monte Mazama, que se supone hizo erupción violentamente hace más de 7.500 años.
TERREMOTOS
Introducción
La corteza terrestre experimenta casi continuamente pequeños e imperceptibles movimientos de trepidación, sólo registrables por aparatos especiales de extraordinaria sensibilidad. Pero a veces, estos movimientos de trepidación, conmoción u oscilación, son más intensos y se manifiestan como sacudidas bruscas, ordinariamente repetidas, que el hombre percibe directamente o por los efectos que producen.
Con el nombre general de sismos o seísmos se designa a todos estos movimientos convulsivos de la corteza terrestre, que se clasifican en microsismos, cuando son imperceptibles; macrosismos, cuando son notados por el hombre y causan daños en enseres y casas, y megasismos, cuando son tan violentos que pueden producir la destrucción de edificios, la ruina de ciudades enteras y gran número de víctimas. Los macrosismos y megasismos son los conocidos con el nombre de terremotos o temblores de tierra. El estudio de los fenómenos sísmicos es el objeto de la Sismología.
El origen del 90 % de los terremotos es tectónico, relacionado con zonas fracturadas o fallas, que dejan sentir sus efectos en zonas extensas. Otro tipo están originados por erupciones volcánicas y existe un tercer grupo de movimientos sísmicos, los llamados locales, que afectan a una región muy pequeña. Éstos se deben a hundimientos de cavernas, cavidades subterráneas o galerías de minas; trastornos causados por disoluciones de estratos de yeso, sal u otras sustancias, o a deslizamientos de terrenos que reposan sobre capas arcillosas.
Las aguas de los mares son agitadas por los movimientos sísmicos cuando éstos se producen en su fondo o en las costas. A veces sólo se percibe una sacudida, que es notada en las embarcaciones; pero con frecuencia se forma por esta causa una ola gigantesca que se propaga por la superficie con la misma velocidad que la onda de la marea y que al estrellarse en las costas pueden ocasionar grandes desastres. Estas grandes olas sísmicas se llaman de translación y también tsunamis, nombre con que se las designa en Japón o maremotos.
Un terremoto se origina debido a la energía liberada por el movimiento rápido de dos bloques de la corteza terrestre, uno con respecto al otro. Este movimiento origina ondas teóricamente esféricas ondas sísmicas, que se propagan en todas las direcciones a partir del punto de máximo movimiento, denominado hipocentro o foco, y del punto de la superficie terrestre situado en la vertical del hipocentro a donde llegan las ondas por primera vez, el epicentro.
HISTORIA DE LA SISMOLOGÍA
Quienes viven en zonas de terremotos se han preguntado desde la antigüedad sobre la naturaleza de este fenómeno. Algunos filósofos de la Grecia antigua los atribuían a vientos subterráneos, mientras que otros suponían que eran fuegos en las profundidades de la Tierra. Hacia el año 130 d.C. el erudito chino Chang Heng, pensando que las ondas debían de propagarse por tierra desde el origen, dispuso una vasija de bronce para registrar el paso de estas ondas de forma que ocho bolas se balanceaban con delicadeza en las bocas de ocho dragones situados en la circunferencia de la vasija; una onda sísmica provocaría la caída de una o más de ellas.
De esta y otras formas se han observado ondas sísmicas durante siglos, pero no se propusieron teorías más científicas sobre las causas de los terremotos hasta la edad moderna. Una de ellas fue formulada por el ingeniero irlandés Robert Mallet en 1859. Quizá inspirándose en sus conocimientos sobre la fuerza y el comportamiento de los materiales de construcción, Mallet propuso que los sismos se producían “bien por la flexión y contención de los materiales elásticos que forman parte de la corteza terrestre, bien por su colapso y fractura”.
Más tarde, en la década de 1870, el geólogo inglés John Milne ideó el predecesor de los actuales dispositivos de registro de terremotos, o sismógrafos (del griego, seismos, `agitación'). Era un péndulo con una aguja suspendido sobre una plancha de cristal ahumado; fue el primer instrumento utilizado en sismología que permitía discernir entre las ondas primarias y secundarias. El sismógrafo moderno fue inventado a principios del siglo XX por el sismólogo ruso Borís Golitzyn. Su dispositivo, dotado de un péndulo magnético suspendido entre los polos de un electroimán, inició la era moderna de la investigación sísmica.
Sismógrafo
Las vibraciones se detectan mediante unos instrumentos llamados sismógrafos. Unos son péndulos verticales de gran peso, que inscriben el movimiento por medio de una aguja o estilete, sobre un papel ahumado. Otros son horizontales y al oscilar por la sacudida sísmica trazan un gráfico con una aguja sobre un papel ahumado arrollado a un tambor o cilindro que gira uniformemente.El gráfico puede ser también señalado mediante un rayo de luz que incide sobre un papel fotográfico, en el cual van marcados los intervalos de tiempo por horas, minutos y segundos. Otros son péndulos invertidos llamados astáticos, constituidos por una gran masa, que permanece inmóvil, apoyada sobre un vástago. En la actualidad los sismógrafos son electromagnéticos, recogiéndose el registro de los movimientos en cintas magnéticas que se pueden procesar y digitalizar por medio de computadoras. Mediante diversas observaciones y la comparación de datos de diferentes observatorios, se pueden trazar sobre un mapa las líneas isosistas, que unen los puntos en que se ha registrado el fenómeno con la misma intensidad y las homosistas, que unen todos los puntos en que la vibración se aprecia a la misma hora.
En cada observatorio debe haber diferentes tipos de sismógrafos: dos horizontales, orientados según el meridiano y el paralelo del lugar y uno vertical; para que sea posible apreciar todas las particularidades de cualquier movimiento sísmico.
Los sismogramas son las gráficas marcadas por el estilete del sismógrafo, o el rayo luminoso, sobre el papel del tambor giratorio. En un sismograma se pueden diferenciar varias partes según la proximidad o lejanía del epicentro respecto al observatorio.
Sismógrafo
Un sismógrafo detecta y graba las ondas sísmicas que un terremoto o una explosión genera en la tierra. En la ilustración se muestra un sismógrafo para grabar movimientos terrestres verticales.
TIPOS Y LOCALIZACIONES DE LOS TERREMOTOS
En la actualidad se reconocen tres clases generales de terremotos: tectónicos, volcánicos y artificiales. Los sismos de la primera de ellas son, con diferencia, los más devastadores además de que plantean dificultades especiales a los científicos que intentan predecirlos.
Los causantes últimos de los terremotos de la tectónica de placas son las tensiones creadas por los movimientos de las alrededor de doce placas, mayores y menores, que forman la corteza terrestre. La mayoría de los sismos tectónicos se producen en los límites entre dichas placas, en zonas donde alguna de ellas se desliza en paralelo a otra, como ocurre en la falla de San Andrés en California y México, o es subducida (se desliza bajo otra). Los sismos de las zonas de subducción son casi la mitad de los sucesos sísmicos destructivos y liberan el 75% de la energía sísmica. Están concentrados en el llamado Anillo de Fuego, una banda estrecha de unos 38.600 km de longitud que coincide con las orillas del océano Pacífico. En estos sismos los puntos donde se rompe la corteza terrestre suelen estar a gran profundidad, hasta 645 km bajo tierra. En Alaska, el desastroso terremoto del Viernes Santo de 1964 es un ejemplo de este caso.
Los terremotos tectónicos localizados fuera del Anillo de Fuego se producen en diversos medios. Las dorsales oceánicas (centros de expansión del fondo marino) son el escenario de muchos de los de intensidad moderada que tienen lugar a profundidades relativamente pequeñas. Casi nadie siente estos sismos que representan sólo un 5% de la energía sísmica terrestre, pero se registran todos los días en la red mundial de estaciones sismológicas. Otro escenario de sismos tectónicos es una zona que se extiende desde el Mediterráneo y el mar Caspio, a través del Himalaya, terminando en la bahía de Bengala. En esta región, donde se libera el 15% de la energía sísmica, las masas continentales de las placas euroasiática, africana y australiana se juntan formando cordilleras montañosas jóvenes y elevadas. Los terremotos resultantes, producidos a profundidades entre pequeñas e intermedias, han devastado con frecuencia regiones de Portugal, Argelia, Marruecos, Italia, Grecia, Turquía, Ex-República Yugoslava de Macedonia y otras zonas de la península de los Balcanes, Irán y la India.
Otra categoría de sismos tectónicos incluye a los infrecuentes pero grandes terremotos destructivos producidos en zonas alejadas de cualquier otra forma de actividad tectónica. Los principales ejemplos de estos casos son los tres temblores masivos que sacudieron la región de Missouri, en 1811 y 1812; tuvieron potencia suficiente para ser sentidos a 1.600 km de distancia y produjeron desplazamientos que desviaron el río Mississippi. Los geólogos creen que estos temblores fueron síntoma de las fuerzas que desgarran la corteza terrestre, como las que crearon el Rift Valley en África.
De las dos clases de terremotos no tectónicos, los de origen volcánico rara vez son muy grandes o destructivos. Su interés principal radica en que suelen anunciar erupciones volcánicas. Estos sismos se originan cuando el magma asciende rellenando las cámaras inferiores de un volcán. Mientras que las laderas y la cima se dilatan y se inclinan, la ruptura de las rocas en tensión puede detectarse gracias a una multitud de pequeños temblores. En la isla de Hawai, los sismógrafos pueden registrar hasta mil pequeños sismos diarios antes de una erupción.
Los seres humanos pueden inducir la aparición de terremotos cuando realizan determinadas actividades, por ejemplo en el rellenado de nuevos embalses (presas), en la detonación subterránea de explosivos atómicos o en el bombeo de líquidos de las profundidades terrestres. Incluso se pueden producir temblores esporádicos debidos al colapso subterráneo de minas antiguas.
EFECTOS DE LOS TERREMOTOS
Los terremotos producen distintas consecuencias que afectan a los habitantes de las regiones sísmicas activas. Pueden causar muchas pérdidas de vidas al demoler estructuras como edificios, puentes y presas. También provocan deslizamientos de tierras.Otro efecto destructivo de los terremotos, en especial los submarinos, son las llamadas olas de marea. Puesto que estas ondas no están relacionadas con las mareas es más apropiado llamarles olas sísmicas o tsunamis, su nombre japonés. Estas paredes elevadas de agua han golpeado las costas pobladas con tanta fuerza como para destruir ciudades enteras. En 1896, Sunriku, en Japón, con una población de 20.000 personas, sufrió este destino devastador.
La licuación del suelo es otro peligro sísmico, en especial donde hay edificios construidos sobre terreno que ha sido rellenado. La tierra usada como relleno puede perder toda su consistencia y comportarse como arenas movedizas cuando se somete a las ondas de choque de un sismo; las construcciones que reposan sobre este material quedan engullidas bajo tierra, como ocurrió en 1906 en el terremoto de San Francisco.
ESCALAS DE INTENSIDAD
Los sismólogos han diseñado dos escalas de medida para poder describir de forma cuantitativa los terremotos. Una es la escala de Richter —nombre del sismólogo estadounidense Charles Francis Richter— que mide la energía liberada en el foco de un sismo. Es una escala logarítmica con valores medibles entre 1 y 10; un temblor de magnitud 7 es diez veces más fuerte que uno de magnitud 6, cien veces más que otro de magnitud 5, mil veces más que uno de magnitud 4 y de este modo en casos análogos. Se estima que al año se producen en el mundo unos 800 terremotos con magnitudes entre 5 y 6, unos 50.000 con magnitudes entre 3 y 4, y sólo 1 con magnitud entre 8 y 9. En teoría, la escala de Richter no tiene cota máxima, pero hasta 1979 se creía que el sismo más poderoso posible tendría magnitud 8,5. Sin embargo, desde entonces, los progresos en las técnicas de medidas sísmicas han permitido a los sismólogos redefinir la escala; hoy se considera 9,5 el límite práctico.La otra escala, introducida al comienzo del siglo XX por el sismólogo italiano Giuseppe Mercalli, mide la intensidad de un temblor con gradaciones entre I y XII. Puesto que los efectos sísmicos de superficie disminuyen con la distancia desde el foco, la medida Mercalli depende de la posición del sismógrafo. Una intensidad I se define como la de un suceso percibido por pocos, mientras que se asigna una intensidad XII a los eventos catastróficos que provocan destrucción total. Los temblores con intensidades entre II y III son casi equivalentes a los de magnitud entre 3 y 4 en la escala de Richter, mientras que los niveles XI y XII en la escala de Mercalli se pueden asociar a las magnitudes 8 y 9 en la escala de Richter.
TERREMOTOS DEVASTADORES
Los registros históricos de terremotos anteriores a mediados del siglo XVIII son casi inexistentes o poco fidedignos. Entre los sismos antiguos para los que existen registros fiables está el que se produjo en Grecia en el 425 a.C., que convirtió a Eubea en una isla; el que destruyó la ciudad de Éfeso en Asia Menor en el 17 d.C.; el que arrasó Pompeya en el 63 d.C., y los que destruyeron parte de Roma en el 476 y Constantinopla (ahora Estambul) en el 557 y en el 936. En la edad media se produjeron fuertes terremotos en Inglaterra en 1318, en Nápoles en 1456 y en Lisboa en 1531.El sismo de 1556 que mató a 800.000 personas en Shaanxi (Shensi), provincia de China, fue uno de los mayores desastres naturales de la historia. En 1693 un terremoto en Sicilia se llevó unas 60.000 vidas; al principio del siglo XVIII, la ciudad japonesa de Edo (en el emplazamiento del Tokio moderno) fue destruida y murieron unas 200.000 personas. En 1755 Lisboa fue devastada por un terremoto y alrededor de 60.000 personas murieron —este desastre aparece en Cándido, novela del escritor francés Voltaire—. La sacudida fue tan fuerte que se sintió hasta en las regiones interiores de Inglaterra.
Quito, la capital de Ecuador, sufrió un terremoto en 1797 en el que murieron más de 40.000 personas. Uno de los terremotos más famosos fue el del área de San Francisco de 1906 que causó extensos daños y se cobró aproximadamente 700 vidas. En Latinoamérica, el mes de agosto de ese mismo año en Valparaíso, Chile, un sismo acabó con la vida de unas 20.000 personas; en enero de 1939 en la ciudad de Chillán, también en Chile, murieron 28.000 personas. En 1970, en el norte de Perú murieron 66.794 personas. El sismo de Managua, Nicaragua, el 23 de diciembre de 1972 destruyó por completo la ciudad y murieron más de 5.000 personas. El 19 de septiembre de 1985, un terremoto en la ciudad de México provocó la muerte de miles de personas. En 1988 un fuerte terremoto sacudió el norte de Armenia ocasionando la muerte de unas 25.000 personas. El sismo de magnitud 7,2 en la escala de Richter ocurrido el 17 de enero de 1995 en el área de Hanshin-Awaji en Japón, tuvo un efecto destructivo sobre la ciudad de K be donde unos 100.000 edificios fueron destruidos y perecieron más de 6.000 personas. El noreste de Turquía fue sacudido en 1999 por un terremoto, de magnitud 7,4 en la escala de Richter, que provocó la muerte de decenas de miles de personas. El 26 de enero de 2001 un terremoto (de 7,9 grados en la escala de Richter) asoló el estado de Gujar t en la India.
Terremoto de San Francisco de 1906
El terremoto de San Francisco (EEUU) en 1906 provocó la muerte de más de 3.000 personas y afectó a unos 28.000 edificios. Con una intensidad aproximada de 7,9 en la escala Richter, el terremoto todavía se encuentra entre uno de los mayores de la historia del mundo. Tras este seísmo, los residentes trabajaron unidos para reconstruir la ciudad.
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