D1 Sismología

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La sismología es el método diagnóstico principal para estudiar el interior de la Tierra sólida: utiliza el registro de las ondas elásticas que generan los terremotos, o incluso fuentes artificiales como explosiones controladas o camiones vibradores, para inferir tanto la estructura interna del planeta como los parámetros de la fuente que generó cada terremoto. Redes sismográficas internacionales y regionales registran de forma continua el movimiento del suelo con sismómetros de banda ancha, lo que permite detectar terremotos que van desde una magnitud apenas negativa hasta magnitudes de nueve coma cinco o superiores en cualquier punto del planeta.

Las ondas sísmicas que un terremoto genera se dividen en dos grandes familias: las ondas de cuerpo, que viajan a través del interior del planeta, y las ondas superficiales, que viajan solo a lo largo de la superficie. Dentro de las ondas de cuerpo, las ondas de compresión viajan más rápido, a velocidades de entre seis y ocho kilómetros por segundo dentro de la corteza terrestre y de hasta trece coma siete kilómetros por segundo dentro del manto inferior, mientras que las ondas de corte viajan más lento, a velocidades de entre tres coma cinco y cuatro coma cinco kilómetros por segundo. Dentro de las ondas superficiales, un tipo se desplaza mediante un corte puramente horizontal, mientras que el otro tipo se desplaza describiendo una elipse retrógrada a medida que avanza.

La diferencia entre el momento en que llegan las ondas de corte y el momento en que llegan las ondas de compresión a una misma estación es la base histórica que la sismología ha usado para localizar el punto exacto donde ocurrió un terremoto. La relación entre la velocidad de las ondas de compresión y la velocidad de las ondas de corte depende, a su vez, de una propiedad elástica de la propia roca, y esa relación cambia de forma muy sensible cuando la roca contiene fluidos: una roca saturada de fluidos tiene una relación de velocidades notablemente más alta que la misma roca seca.

El tensor de momento sísmico es la descripción más completa que existe de la fuente de un terremoto: una matriz simétrica, con tres filas y tres columnas, que caracteriza el conjunto de fuerzas equivalentes que produjeron ese terremoto. Cuando la fuente de un terremoto es un corte puro, sin ningún cambio de volumen asociado, la suma de los elementos de la diagonal de esa matriz es exactamente cero, una configuración que los sismólogos llaman doble cupla. Descomponiendo matemáticamente ese tensor de momento sísmico es posible extraer los planos nodales de la falla que se rompió, el eje a lo largo del cual la roca se comprimió durante el terremoto, y el eje a lo largo del cual la roca se estiró, y estos tres elementos juntos definen lo que se conoce como el mecanismo focal de ese terremoto.

El comportamiento esperado es que el mecanismo focal de un terremoto refleje la cinemática tectónica de la región donde ocurrió: los terremotos de subducción producen mecanismos focales de falla inversa, los terremotos que ocurren en zonas de extensión producen mecanismos focales de falla normal, y los terremotos que ocurren a lo largo de un límite de placas transformante producen mecanismos focales de desgarre, cerrando así el vínculo entre el registro de ondas elásticas con el que empezó esta descripción y la estructura interna del propio terremoto que ese registro permite reconstruir.

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