Terremotos

Esta sección provee información general sobre los terremotos, en general. Aunque no son los desastres naturales más abundantes en la Hispaniola, cuando ocurren imparten un gran terror a la población por las consecuencias mortales de sus efectos, principalmente la desplomación de estructuras, deslizamientos de tierras, y maremotos.

Los temas a tratar son:

¿Qué es un terremoto?

Un terremoto es el temblor causado por la rotura y posterior desplazamiento de rocas (un bloque de roca en movimiento con respecto a otro) debajo de la superficie de la Tierra.

Un bloque de roca sometido a tensión se deforma. Cuando la roca ya no puede soportar la deformación, se rompe y los dos lados se deslizan uno al lado del otro. La mayoría de los terremotos tienen lugar cerca de los límites de las placas tectónicas, pero no necesariamente sobre el límite, y no necesariamente, incluso, en una falla preexistente.

El principio de ingeniería de deformación elástica, que se puede utilizar para comprender los terremotos, se ilustra en la figura siguiente. La tensión aplicada a una roca, típicamente debido al movimiento continuo de la placa tectónica, resulta en tensión o deformación de la roca (figura b). Debido a que la mayoría de las rocas son fuertes (a diferencia de la arena suelta, por ejemplo), pueden soportar una deformación significativa sin romperse. Pero cada roca tiene un límite de deformación y se romperá una vez que se alcance ese límite. En ese punto, en el caso de rocas dentro de la corteza, la roca se rompe y se produce un desplazamiento a lo largo del plano de rotura (ver figura c) que causa una liberación de energía que se manifesta en diferentes ondas sísmicas. El tamaño o magnitud del terremoto depende de la extensión del área que se rompe (el área del plano de rotura y la cantidad promedio de desplazamiento (deslizamiento).

Representación del concepto de deformación elástica y rotura . El límite de la placa se muestra como una línea roja discontinua. En b, las dos placas se mueven como lo muestran las flechas, pero están bloqueadas cada una a lo largo del límite de la placa, por lo que ambas se deforman y las rocas están sometidas a tensión. En c se ha producido una ruptura a lo largo del límite y se libera la tensión.
Fuente image: Earle, 2015

El concepto de superficie de ruptura (plano de rotura), que es fundamental para comprender los terremotos, se ilustra en la siguiente figura. Un terremoto no ocurre en un punto, ocurre en un área dentro de un plano, aunque no necesariamente en una zona plana. Dentro del área de la superficie de ruptura, la cantidad de desplazamiento es variable (ver figura) y, por definición, disminuye a cero en los bordes de la superficie de ruptura porque la roca más allá de ese punto no se desplaza en absoluto. La extensión de una superficie de ruptura y la cantidad de desplazamiento dependerán de una serie de factores, incluido el tipo y la resistencia de la roca, y el grado en que se tensó de antemano.

Una superficie de ruptura (rosa oscuro), en un plano de falla de inmersión pronunciada (rosa claro). El diagrama representa una parte de la corteza que puede tener hasta decenas o cientos de kilómetros de largo. La superficie de ruptura es la parte del plano de falla a lo largo del cual ocurrió el desplazamiento. En este ejemplo, el lado cercano de la falla se mueve hacia la izquierda y las longitudes de las flechas dentro de la superficie de ruptura representan cantidades relativas de desplazamiento.
Fuente image: Earle, 2015

La figura anterior muestra un deslizamiento de bloques de rocas en dirección horizontal (ambos bloques se mueven horizontalmente en direcciones opuestas). En la siguiente figura se muestra un deslizamiento de rocas en una falla normal. El movimiento es vertical.

Una falla normal (buzamiento-deslizamiento) es una fractura inclinada donde el macizo rocoso sobre una falla inclinada se mueve hacia abajo.
Fuente image: USGS

La ruptura del terremoto no ocurre de una vez; comienza en un solo punto y se propaga rápidamente desde allí. Dependiendo de la extensión de la superficie de ruptura, la propagación de fallas desde el punto de inicio generalmente se completa en segundos a varias decenas de segundos. El punto de inicio no está necesariamente en el centro de la superficie de ruptura; puede estar cerca de un extremo, cerca de la parte superior o cerca de la parte inferior.

A veces, un terremoto tiene premonitores. Estos son terremotos más pequeños que ocurren en el mismo lugar que el terremoto más grande que sigue. Los científicos no pueden decir que un terremoto es un premonitor hasta que ocurre el terremoto más grande. El terremoto principal más grande se llama sismo principal. Los temblores principales siempre tienen réplicas que siguen. Estos son terremotos más pequeños que ocurren después en el mismo lugar que el sismo principal. Dependiendo del tamaño del sismo principal, las réplicas pueden continuar durante semanas, meses e incluso años después del sismo principal.

La próxima figura muestra la distribución de los aftershocks o réplicas inmediatos asociadas con el terremoto de Loma Prieta, California de 1989. El panel (b) es una sección a lo largo de la falla de San Andrés; esta vista es equivalente a la que se muestra en la figura anterior. El área de los puntos rojos es la superficie de ruptura; cada punto rojo es una réplica específica que se registró en un sismómetro. El hexágono etiquetado como “terremoto principal” representa el primer temblor o principal. Cuando eso sucedió, la roca en ese lugar se rompió y fue desplazada. Eso liberó la tensión en esa parte particular de la falla, pero resultó en un aumento de la tensión en otras partes cercanas de la falla y contribuyó a una cascada de rupturas más pequeñas (réplicas), en este caso, en un área de aproximadamente 60 kilómetros de largo y 15 kilómetros de ancho.

Distribución de las réplicas del terremoto M 6.9 de Loma Prieta de 1989 (a: vista en planta, b: sección a lo largo de la falla, c: sección a lo largo de la falla).
Fuente image: Earle, 2015

Entonces, ¿qué es exactamente una réplica entonces? Una réplica es un terremoto como cualquier otro, pero se puede demostrar que fue provocado por por una transferencia de tensión por un terremoto anterior. A las pocas decenas de segundos del terremoto principal de Loma Prieta, hubo cientos de réplicas más pequeñas; su distribución define el área de la superficie de ruptura.

Las réplicas pueden ser de cualquier magnitud. La mayoría son más pequeños que el terremoto que los desencadenó, pero pueden ser más grandes. Todas las réplicas que se muestran en la figura anterior ocurrieron a los pocos segundos o minutos del choque principal, pero las réplicas se pueden retrasar durante horas, días, semanas o incluso años. Como ya se señaló, las réplicas están relacionadas con la transferencia de estrés. Por ejemplo, el choque principal del terremoto de Loma Prieta provocó réplicas en el área inmediata, que se desencadenaron más en el área circundante, extendiéndose finalmente por 30 kilómetros a lo largo de la falla en cada dirección y por 15 kilómetros hacia la superficie. Pero el terremoto en su conjunto también cambió la tensión en las partes adyacentes de la falla de San Andrés.

La transferencia de tensión no se limita necesariamente a la falla a lo largo de la cual ocurrió un terremoto. Afectará a las rocas en general alrededor del sitio del terremoto y puede conducir a un aumento de la tensión en otras fallas en la región. Los efectos de la transferencia del estrés no necesariamente se manifiestan de inmediato. Los segmentos de fallas se encuentran típicamente en algún estado de tensión, y la transferencia de tensión desde otra área solo rara vez es suficiente para empujar un segmento de falla más allá de sus límites hasta el punto de ruptura. El estrés que se agrega por la transferencia de estrés se acumula junto con la acumulación continua de estrés por el movimiento de las placas y eventualmente conduce a otro terremoto.

Notas:

Este artículo está basado en:

Steven Earle. 2015. Physical Geology – 2nd Edition.
The Science of Earthquakes. USGS. Consultado junio 5, 2021.

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