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1TerremotosTerremotosProfesor Profesor JhonJhon Jairo Snchez
A.Jairo Snchez A.
Departamento de Departamento de
GeocienciasGeocienciasUniversidad Nacional de ColombiaUniversidad
Nacional de Colombia
ResumenResumen Introduccin: Introduccin:
Mitos, leyendas: Los terremotos y sus causas.Mitos, leyendas:
Los terremotos y sus causas.Historia de la sismologa Historia de la
sismologa Donde ocurren los terremotos?Donde ocurren los
terremotos? El tamao de los terremotos: Escalas de Magnitud.El
tamao de los terremotos: Escalas de Magnitud. Que son los megaQue
son los mega--terremotos?terremotos?
Donde y cuando han ocurrido.Donde y cuando han ocurrido.
Caractersticas y efectos: Ciencia y Sociedad.Caractersticas y
efectos: Ciencia y Sociedad.
Donde y cuando han ocurrido otros terremotos grandes?Donde y
cuando han ocurrido otros terremotos grandes? Ciencia y ficcin
acerca de los terremotos.Ciencia y ficcin acerca de los
terremotos.
MitosMitos--LeyendasLeyendasJapn: Las islas japonesas descansan
sobre el lomo de un pez gato gigante, o namazu. Hay un semi-dios
(demigod o daimyojin) que sostiene un objeto pesado sobre la cabeza
del namazu para evitar que se mueva. De vez en cuando, sin embargo,
el daimyojin se distrae, namazu se mueve, y la tierra tiembla.Pero
muchas otras culturas tienen leyendas asociadas a los
terremotos
MitosMitos--LeyendasLeyendas
http://msnucleus.org/membership/html/jh/earth
Mxico: el diablo hace enormes rasguos en la Tierra desde
adentro. El diablo y sus compinches usan las grietas cuando
necesitan subir a causar problemas y conmocin en la Tierra.
MitosMitos--LeyendasLeyendas
Africa Occidental: La Tierra est apoyada en una montaa enorme,
por otro lado es sostenida por un gigante. La esposa del gigante
sostiene el cielo. La Tierra tiembla cuando el gigante se detiene a
darle un abrazo a su esposa.
http://msnucleus.org/membership/html/jh/earth
MitosMitos--LeyendasLeyendasIndia: La Tierra es sostenida por
cuatro elefantes, los cuales estn parados sobre una tortuga. La
tortuga se balancea sobre una cobra. Cuando alguno de los animales
se mueve, la Tierra tiembla y se sacude.
*Una leyenda es una explicacin tradicional acerca de unfenmeno
natural. Las leyendas surgen cuando no hayexplicaciones cientficas
disponibles.
http://msnucleus.org/membership/html/jh/earth
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2Historia de la sismologaHistoria de la sismologaLos antiguosLos
antiguos
Edad de bronce: Centros culturales como Megiddocolapsaron en un
lapso de ~50 aos, quiz influenciado por una secuencia de
sismos.Entonces, los sismos eran prevalentes. Qu se pensaba acerca
de ellos?
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaLos antiguosLos
antiguos
Edad de bronce: Centros culturales como Megiddocolapsaron en un
lapso de ~50 aos, quiz influenciado por una secuencia de
sismos.Entonces, los sismos eran prevalentes. Qu se pensaba acerca
de ellos?
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaLos antiguosLos
antiguos
Aristteles: Los sismos son producidos por colisiones de vientos
subterrneos. Describe esto en su Meteorolgica ~340 AC.El modelo de
viento/gas prevaleci en algunas regiones hasta ~1700s!!
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaLos antiguosLos
antiguos
Con frecuencia la naturaleza enferma se derrama en erupciones
extraas: muchas veces la tierra repleta sufre de un tipo de clico
presionada e irritada al encarcelar viento indomable dentro de su
vientre, el cual en su esfuerzo por expandirse, sacude la vieja
bruja Tierra y derrumba campanarios y torres antiguas
Traducido de King Henry IV, pt 1, act 3, sc 1.Diseased nature
oftentimes breaks forthIn strange eruptions: oft the teeming
earthIs with a kind of colic pinchd and vexdBy the imprisoning of
unruly windWithin her womb which for enlargement strivingShakes the
old beldam earth and topples downSteeples and moss grown
towers.
King Henry IV, pt 1, act 3, sc 1.
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaOrienteOriente
China: Primer sismocopio construido por Zhang Heng en 132 AC.Los
Chinos han mantenido documentacin de cada sismo moderado a grande
desde 780 ACJapn: El catlogo Japons de sismos est completo desde
1600, menos completo desde 416 DC. Houfeng didong yi, instrumento
para medir los vientos estacionales y
movimientos de la Tierra.
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaOccidenteOccidente
La mayora de ciencia occidental se desarrollaba en regiones
ssmicamente inactivas, por lo que la sismologa present un lento
avance en occidente.En 1676 este fsico Ingls public un tratado
titulado The True Theory of Elasticity or Springiness, con el
siguiente anagrama en el ttulo: CEIIOSSOTTUU: Ut Tensio, Sic Uis,
(entre ms extensin, ms fuerza). Hoy se plantea de la siguiente
manera esfuerzo es proporcional a la deformacin y se llama la Ley
de Hooke, la cual es la primera formulacin matemtica fundamental en
sismologa moderna.
Robert Hooke (1635
1703).http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/PictDisplay/Hooke.html
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3Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaOccidenteOccidente
En Noviembre 1, 1755, ocurri un terremoto grande bajo el ocano
atlntico, 200 km al SW de Lisboa (Portugal). La ciudad (con >
250,000 habitantes) fue sacudida durante ~10 minutos. Aprox. 30
minutos despus un tsunami inund el ro Targus, que corre por el
centro de la ciudad. El terremoto de Lisboa, que caus la muerte de
> 70,000 fue el primer evento de esta naturaleza estudiado
cientficamente. El astrnomo John Mitchell propuso que la sacudida
fue causada por propagacin de ondas desde una fuente lejana y que
las ondas eran muy similares a aquellas producidas por el sonido en
el aire. Estim la velocidad de las ondas en ~ 500 m/s.
Ilustracin de un libro (Hartwig, 1887). La vista es desde la
orilla derecha del ro Tagus, mirando al occidente. Se expresan
manifestaciones del terremoto de manera muy convincente: Grandes
movimientos de masas de agua, barcos que se hunden, casas que
colapsan frente a la orilla del ro, y multitudes que tratan de
escapar en pnico.http://nisee.berkeley.edu/lisbon/
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaOccidenteOccidente
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaOccidenteOccidente
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaOccidenteOccidente
Sebastiao de Carvalho e Melo, Marqus de Pombal y ministro del
rey Jos I de Portugal tenia una actitud pragmtica. De acuerdo a la
leyenda, el dijo, enterramos a los muertos y curamos los vivos, y
se puso a trabajar:
Dise el rea central de Lisboa para ser sismoresistente. Dirigi
la construccin de modelos arquitectnicos para pruebas y simul los
effectos del terremoto con marchas de tropas cerca a los
modelos.
Los edificios y plazas del centro Pombalino de Lisboa son las
primeras edificaciones en el mundo a prueba de sismos y son una
atracin turstica. El Marqus de Pombal hizo una contribucin
significativa al estudio de la sismologa diseando un cuestionario
que envi a cada parroquia en Portugal. El cuestionario preguntaba
acerca de rplicas, duracin de sacudida, daos a edificaciones,
comportamiento de animales antes del sismo, y nivel de agua en
pozos. Las respuestas a este cuestionario le dieron a los
cientficos portugueses modernos los datos para la construccin
precisa de modelos del sismo.
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XIXEl
siglo XIX
Durante los 1800s se desarroll parte de la teora de
sismologa:
1821-22: Navier y Cauchy proponen las ecuaciones de
elasticidad
Claude Louis Marie Henri Navier (1785 1836)
Augustin Louis Cauchy(1789 - 1857)
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XIXEl
siglo XIX
Durante los 1800s se desarroll parte de la teora de
sismologa:
1830: Poisson calcula que dos tipos de ondas viajan a travs de
slidos homogneos (ondas P y S)
Simon Denis Poisson1781 - 1840
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4Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XIXEl
siglo XIX
Durante los 1800s se desarroll parte de la teora de
sismologa:
1859: Robert Mallet asocia a los sismos con la ruptura y
pulverizado de capas rocosas unas con otras
Robert Mallet (1810-1881)
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XIXEl
siglo XIX
Durante los 1800s se desarroll parte de la teora de
sismologa:
1883: G. K. Gilbert asocia a los terremotos con fallas geolgicas
(!)
Grove Karl Gilbert(1843-1918)
Gilbert fue uno de los fundadores del U.S.G.S en 1879 y fue el
primer jefe de esta institucin (1889-1892). Gilbert hizo
contribuciones en los campos de tectnica, hydrologa, glaciologa,
terremotos, y mtodos geolgicos. Es considerado uno de los ms
distinguidos gelogos Americanos.
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XIXEl
siglo XIX
Durante los 1800s se desarroll parte de la teora de
sismologa:
1887: Lord Rayleigh demuestra la existencia de un tipo de ondas
en la superficie libre de cuerpos (ondas superficiales)
John William Strutt (Lord Rayleigh)(1842 1919)
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XXEl
siglo XX
El terremoto de San Francisco, CA, Abril 18, 1906.
Fue el terremoto ms grande (M 8.3) en Estados Unidos en el
siglo XX. Los estimados recientes indican que ~ 3,000
personas perdieron la vida durante el terremoto y
subsecuente
incendio. En trminos de dlares de la poca, los daos
ascendieron a 24 millones por el terremoto y 350 millones
por
el incendio. El incendio destruy 28,000 edificaciones en un
rea de 520 manzanas en San Francisco. Docenas de
sismgrafos alrededor del mundo reistran este sismo.
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XXEl
siglo XX
Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XXEl
siglo XX
Durante los 1900s se desarroll parte de la teora de
sismologa:
1906: H. F. Reid observa las dislocaciones en el suelo
producidas durante el terremoto de 1906 en San Francisco (CA, USA)
para desarrollar la teora del
rebote elstico.
Harry Fielding Reid(1859 1944)
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5Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XXEl
siglo XX
Durante los 1900s se desarroll parte de la teora de
sismologa:
1911: A. E. H. Love demuestra la existencia de ondas cortas en
la corteza de la Tierra (ondas superficiales)
Augustus Edward Hough Love (1863 1940)
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaInstrumentacinInstrumentacin
1856-1875: Se desarrollan los primeros sismmetros que detectan y
registran vibraciones de terremotos. Aparatos fueron construdos por
Filippo Cecchi, y Luigui Palmieri en Italia.
Poleas de marfil que se movan slo en una direccin registraban en
tamao mximo de las oscilaciones
Resorte helicoidal que reacciona al movimiento vertical del
sismo
Circuito elctrico que se cierra cuando la punta de platino toca
el disco de mercurio abajo.
Tubos en forma de U llenos de mercurio hacen contacto con
alambres de platino sostenidos justo encima del lquido
Alambre del pndulo que registra la direccin de movimiento
El mximo tamao de onda es registrado aqu
Peso del pndulo
El registro de un sismgrafo Cecchi en Moncalieri, Italia, en
February 23, 1887.USGS
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaInstrumentacinInstrumentacin
1889: El primer registro distante de un terremoto (sismo en
Japn, registrado en Alemania)
(Nature, 40, 1889, p. 295)
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaInstrumentacinInstrumentacin
1892: John Milne lidera el desarrollo del primer sismmetro
porttil. Comienza la era de la sismologa global.
John Milne (1850 1913)
http://www.asc1996.com/history1.htm
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaInstrumentacinInstrumentacin
John Milne (1850 1913)
USGS
Detalles del sismgrafo horizontal de Milne (midificado deMilne,
1898a). La luz de L es reflejada por M, a travs de la interseccin
de dos ranuras cruzadas, sobre papel fotogrfico. Abajo: vista en
planta del instrumento con su cubierta exterior removida. T es un
alambre flexible que sostiene la varilla. El peso W est pivotado en
la varilla.
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaInstrumentacinInstrumentacin
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6Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaInstrumentacinInstrumentacin
Avances posteriores (ms recientes):Desarrollo de instrumentos
digitales.Desarrollo de sismmetros de fondo ocenico (OBS)Desarrollo
de instrumentos de banda ampliaInternet
Avances en poder computacional
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
1906: Richard Oldham descubre el ncleo de la tierra.
El Gelogo Irlands R. Oldham (1858 1936) descubri que las ondas
ssmicas que pasaban a travs del centro de la Tierra se movan mucho
ms lentamente que en el manto circudante; y dedujo el hecho de que
la Tierra tiene un ncleo diferente.
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
1909: A. Mohorovicic descubre la discontinuidad hoy llamada
Moho.
Andrija Mohorovii(1850 1913)
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
1935: C. Richter desarrolla la Escala de Richter para medir la
magnitud de los terremotos en el Sur de California.
Charles Francis Richter(1900 1985)
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
1936: I. Lehman descubre el ncleo interior.
Inge Lehman(1888 1993)
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
1946: Primera explosin nuclear registrada por sismgrafos.
1969: Sismmetros en la luna.
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7Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
1966: K. Aki, formula para el momento ssmico. M0 = DS
1977: H. Kanamori, frmula para la magnitud de momento, MW.
Keiiti Aki(1930 2005)
Hiroo Kanamori(1936 ) 73.105.1
log 0=
MMW
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
1996: Se establece el CTBT, necesidad de monitoreo ssmico global
para verificar cumplimiento del tratado de no pruebas
nucleares.
Historia de la sismologaHistoria de la
sismologaDescubrimientosDescubrimientos
Avances impulsados por terremotos:Rebote elstico: San Francisco,
1906Ingeniera: Lisboa, 1755; Tokio, 1923Modos normales de la
Tierra: Chile, 1960Prediccin (?): China, Haicheng,
1975Amplificacin: Mxico, 1985.Riesgo $$: Northridge, 1994.Ms
ingeniera: Kobe, 1995Sismicidad provocada, directividad: Denali,
Alaska, 2002Tsunamis, ondas de largo perodo: Sumatra, 2004Hait,
Chile (2010), Japn (2011).