Monthly Archive octubre 2017

PorAdministrador Sismología Chile

¿Puede originarse un terremoto de 10.0Mw en la Tierra?

Muchas veces hemos escuchado sobre el terremoto de Valdivia de 1960 que alcanzó una magnitud de 9.5Mw por lo que algunos se cuestionan: “¿se podría producir uno de 10.0Mw de manera natural-tectónica?

Imagen referencial. Obtenida de la película “10.0 Earthquake” de 2014
Como bien ya sabemos, la escala de magnitud local (Ml) instaurada por el sismólogo estadounidense Charles Richter y el alemán Beno Gutenberg en 1935 [1] puede medir un terremoto a partir de la amplitud y la distancia que esta se encuentre con respecto al epicentro, sin embargo, esta escala es solamente utilizada para sismos muy cercanos a la estación y con magnitudes leves, ya que aproximadamente a partir de los 6.9 Richter comienza a saturarse y a desviarse del resultado real.
Es por eso que en 1979, Hiroo Kanamori y Thomas Hanks crean la escala de magnitud de momento (Mw) la cual se calcula a partir del grado de deformación y desplazamiento en la zona del terremoto.
Matemáticamente la escala corresponde a la multiplicación de 2/3 con el logaritmo del momento sísmico (Mo) restado en 6 (esto solo en el caso de que el momento sísmico de mida en Nm, en el caso de ser dyn-cm, se le resta 16.1).

Mw: 2/3 log (Mo) – 6

El momento sísmico a su vez es una variable que mide energía, se calcula por medio de la multiplicación entre el desplazamiento máximo que se produce en el área de ruptura (en metros); la rugosidad (o módulo de cizalle) que depende de las rocas en contacto. Como las rocas de la corteza no cambian mucho, entonces generalmente se utiliza el valor de 32GPa (32e+9 Pa) [2]; y el la zona donde se produjeron los desplazamientos, conocida típicamente como ‘área de ruptura’ (en metros cuadrados).
Es decir, la fórmula se resume así:

Mw: 2/3 log (ruptura x desplazamiento x rugosidad) – 6

Los desplazamientos de un terremoto varían dependiendo de muchos factores, generalmente entre mayor es el terremoto, más terreno se desplaza (aunque no siempre es así): en el caso del terremoto de Chile de 2010 (8.8Mw) el desplazamiento máximo fue de 16 metros [3], el terremoto de Valdivia de 1960 (9.5Mw) tuvo un desplazamiento máximo al orden de 30 a 40 metros [4]; increíblemente el terremoto de Sumatra en 2012 (8.6Mw) tuvo desplazamientos máximos de 52 metros [5] y el terremoto de Japón de 2011 (9.1Mw) marcó un desplazamiento máximo de 56 metros [6].
Suponiendo un caso extremo, de que un gigante terremoto que ocurra en el futuro tenga un desplazamiento máximo de 60 metros.

10.0Mw: 2/3 log (ruptura x 60 x 32e+9) – 6

Para que el terremoto sea de 10.0Mw como uno de los peores casos, la ruptura debiera ser de 520.833 kilómetros cuadrados, es decir, debiese de romper, en el caso de las costas de Chile, un segmento que vaya desde la costa de Ilo (Perú) hasta la península de Taitao (Aysén, Chile) donde se juntan 3 placas tectónicas y finaliza le fosa de Perú-Chile; el área de ruptura cubriría por el oeste a la trinchera y al este en el lugar donde comienza el continente.
En el caso que el desplazamiento máximo de este hipotético terremoto fuera de 30 metros como máximo, se necesitarían 1.041.666 kilómetros cuadrados, sí, más de 1 millón de kilómetros cuadrados; y para que esto suceda debe de producirse una ruptura en toda la fosa de Perú-Chile, desde el norte de Colombia, pasando por Ecuador, Perú y hasta llegar al sur de Chile, ahí recién para romper un área cercano a 1 millón de kilómetros cuadrados, es decir, se debe de mover por completo toda la placa, ¿por qué se habla de esta fosa y no de otra? ya que esta es la fosa más larga que existe y por tanto es con la cual se pueden realizar estos casos tan extremos.
Es decir, con 30 metros desplazados es prácticamente IMPOSIBLE que esto suceda, y en el caso de ser 60 metros, se debe generar una ruptura del tamaño de toda la costa de Chile y parte del sur de Perú.
Aunque estos datos dan a conocer que un terremoto de 10.0Mw es casi imposible, ante la sabia naturaleza nada se puede negar, pero hasta el momento no se ha visto tal fenómeno ni tampoco hay registro de que en el pasado pudo haber sucedido.

Referencias
  1. Kanamori H., Hanks T. A moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research, 84. (1979).
  2. U.S. Geological Survey. Shear modulus value and seismic moment formula [Internet]. (2014).
  3. U.S. Geological Survey. Preliminary Finite Fault Results for the February 27, 2010 Mw8.9 Earthquake (Version 1) [Internet]. (2010). Disponible en: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official20100227063411530_30#finite-fault.
  4. Barrientos S. The 1960 Chile earthquake: inversion for slip distribution from surface deformation. Geophysical Journal International 103.3. (1990).
  5. U.S. Geological Survey. Preliminary Finite Fault Results for the April 11, 2012 Mw8.7 Earthquake (Version 1) [Internet]. (2012). Disponible en: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official20120411083836720_20#finite-fault.
  6. U.S. Geological Survey. Preliminary Finite Fault Results for the March 11, 2011 Mw9.0 Earthquake (Version 1) [Internet]. (2011). Disponible en: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official20110311054624120_30#finite-fault.
  7. Agradecimientos: Cortés V. ¿Por qué solo los videntes hablan de terremotos «grado 10»?. Etil Mercurio. [Internet]. (2017). Disponible en: https://www.etilmercurio.com/em/por-que-solo-los-videntes-hablan-de-terremotos-grado-10/
PorAdministrador Sismología Chile

¿Es posible que en un terremoto el suelo se comporte como líquido? Entérate aquí…

Los terremotos fuertes pueden tener muchos tipos de consecuencias en la región que se ve afectada. La sacudida puede provocar la caída de edificios, deslizamientos de tierra, e incluso tsunamis. La licuefacción también es una de ellas, veamos de que se trata.

Licuefacción en puente tras terremoto con epicentro en Quellón (2016).

El fenómeno de la licuefacción es uno de los fenómenos naturales más dramáticos y destructivos. Donde el suelo se comporta prácticamente como líquido.
La licuefacción del suelo consiste en la pérdida de consistencia del terreno y de la fuerza que este tiene para soportar grandes cargas, es decir que el suelo se convierte en algo así como unas arenas movedizas en las que los edificios se pueden llegar a hundir más de un metro. Este proceso tiene lugar en terrenos arenosos o limosos (material fino del suelo) con un tamaño de grano que apenas tiene variación y que se encuentran saturados de agua. La capa afectada, además, se encuentra por lo general a menos de 10 metros de profundidad, es por ello que el riesgo geológico cuando se produce este fenómeno es mucho mayor.

  • ¿Cómo se origina la licuefacción del suelo por un terremoto?
Para que se origine una licuefacción del suelo, este tiene que verse sometido a algún tipo de estrés o movimiento rápido, tal como pueden ser las ondas sísmicas. Estas provocan una rotura del terreno que deforma su estructura y provoca que los huecos entre las partículas, rellenos con agua, se cierren más. Esto origina, a su vez, que la presión que ejerce el agua en el suelo aumente y la resistencia a movimientos disminuya hasta el punto de que si el terreno no es capaz de sostener las edificaciones que se han levantado sobre él, este ceda y provoque daños de diversa intensidad en carreteras, puentes o edificios. De esta forma, este fenómeno tiene como consecuencia que un suelo con características de sólido pase a tener características viscosas o semilíquidas.



Eso fue precisamente lo que pasó en uno de los terremotos más catastrófico ocurrido en noviembre de 1964 en Niigata, Japón. Donde el suelo se comportó como si de un líquido se tratara. La siguiente es la imagen del terremoto en Niigata, Japón.

La imagen no está retocada, el edificio está perfectamente, no se rompió la estructura en ningún momento, en cambio el terreno sobre el que está situado sobre depósitos sedimentarios de una densidad baja, y un nivel freático (el nivel al que está el agua dentro del suelo) cercano a la superficie por lo que al producirse el terremoto, éste provocó que toda la tierra se removiera y se saliera parte del agua, eso unido al gran peso de estos edificios hizo que disminuyese la altura del suelo y que el edificio se volcase.






Video grabado durante el terremoto de Niigata, Japón en 1964.

Otros videos:
Licuefacción tras terremoto en Japón (2011).