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Richter, algo más que una escala

28 marzo 2010

La escala sismológica de Richter, también conocida como escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar el efecto de un terremoto, denominada así en honor del sismólogo estadounidense Charles Richter (1900-1985). Originalmente, la escala sólo fue aplicable a los terremotos originados en la falla de San Andrés y la ideó Richter en colaboración con Beno Gutenberg en 1935, en el Instituto de Tecnología de California. El propósito original era el de separar el gran número de terremotos pequeños de los menos frecuentes terremotos mayores observados en California. La escala fue desarrollada para el sismómetro de torsión de Wood-Anderson. Richter reportó inicialmente valores con una precisión de un cuarto de unidad, sin embargo, usó números decimales más tarde. Calculó que la magnitud de un terremoto o sismo puede ser medida conociendo el tiempo transcurrido entre la aparición de las ondas P y las ondas S, y la amplitud de éstas. Las primeras hacen vibrar el medio en la misma dirección que la del desplazamiento de la onda, son ondas de compresión y expansión. De velocidad de propagación muy rápida (de 5 a 11 km/s), son las primeras en aparecer en un sismograma. A continuación, llegan las llamadas ondas S, que hacen vibrar el medio terrestre en sentido perpendicular a la dirección de su desplazamiento. Basándose en estos hechos, Richter desarrolló la siguiente ecuación:

M = \log A + 3 \log (8 \Delta t) - 2.92 \,\!

donde:

A\, = amplitud de las ondas en milímetros, tomada directamente en el sismograma.
\Delta t\, = tiempo en segundos desde el inicio de las ondas P al de las ondas S.
M\, = magnitud arbitraria pero constante a terremotos que liberan la misma cantidad de energía.

El logaritmo en la escala reflejar la energía que se desprende en un terremoto. Incorporado a la escala, hace que los valores asignados a cada nivel aumenten de forma exponencial, y no de forma lineal. Richter tomó la idea del uso de logaritmos en la escala de magnitud estelar, usada en la astronomía para describir el brillo de las estrellas y de otros objetos celestes. Richter arbitrariamente escogió un temblor de magnitud 0 para describir un terremoto que produciría un desplazamiento horizontal máximo de 1 μm en un sismograma trazado por un sismómetro de torsión Wood-Anderson localizado a 100 km de distancia del epicentro. Esta decisión tuvo la intención de prevenir la asignación de magnitudes negativas. Sin embargo, la escala de Richter no tenía límite máximo o mínimo, y actualmente habiendo sismógrafos modernos más sensibles, éstos comúnmente detectan movimientos con magnitudes negativas.

Debido a las limitaciones del sismómetro de torsión Wood-Anderson usado para desarrollar la escala, la magnitud original ML no puede ser calculada para temblores mayores a 6,8 grados. Varios investigadores propusieron extensiones a la escala de magnitud local, siendo las más populares la magnitud de ondas superficiales MS y la magnitud de ondas de cuerpo Mb. El mayor problema con la magnitud local ML o de Richter radica en que es difícil relacionarla con las características físicas del origen del terremoto. Además, existe un efecto de saturación para magnitudes cercanas a 8,3-8,5, debido a la ley de Gutenberg-Richter del escalamiento del espectro sísmico que provoca que los métodos tradicionales de magnitudes (ML, Mb, MS) produzcan estimaciones de magnitudes similares para temblores que claramente son de intensidad diferente. A inicios del siglo XXI, la mayoría de los sismólogos consideró obsoletas las escalas de magnitudes tradicionales, siendo éstas reemplazadas por una medida físicamente más significativa llamada momento sísmico, el cual es más adecuado para relacionar los parámetros físicos, como la dimensión de la ruptura sísmica y la energía liberada por el terremoto.

En 1979, los sismólogos Thomas C. Hanks y Hiroo Kanamori, investigadores del Instituto de Tecnología de California, propusieron la escala sismológica de magnitud de momento (MW), la cual provee una forma de expresar momentos sísmicos que puede ser relacionada aproximadamente a las medidas tradicionales de magnitudes sísmicas.

Tabla de magnitudes

La mayor liberación de energía que ha podido ser medida ha sido durante el terremoto ocurrido en la ciudad de Valdivia (Chile), el 22 de mayo de 1960, el cual alcanzó una magnitud de momento (MW) de 9,5. A continuación se muestra una tabla con las magnitudes de la escala y su equivalente en energía liberada.

Magnitud
Richter
Equivalencia de
la energía TNT
Referencias
–1,5 1 g Rotura de una roca en una mesa de laboratorio
1,0 170 g Pequeña explosión en un sitio de construcción
1,5 910 g Bomba convencional de la II Guerra Mundial
2,0 6 kg Explosión de un tanque de gas
2,5 29 kg Bombardeo a la ciudad de Londres
3,0 181 kg Explosión de una planta de gas
3,5 455 kg Explosión de una mina
4,0 6 t Bomba atómica de baja potencia.
5,0 199 t Terremoto en Albolote de 1956 (Granada, España)
5,5 500 t Terremoto en Colombia (El Calvario, Meta, Colombia; 2008
6,0 1.270 t Terremoto de Double Spring Flat de 1994 (Nevada, Estados Unidos)
6,2   Terremoto de Morón (2009) (Venezuela) Estado Carabobo
6,5 31.550 t Terremoto de Northridge de 1994 (California, Estados Unidos)
7,0 199.000 t Terremoto de Hyogo-Ken Nanbu de 1995 (Japón)
Terremoto de Puerto Príncipe de 2010 (Haití)
7,2 250.000 t Terremoto de Spitak 1988 (Armenia)
Terremoto en Puerto Rico 21 enero
7,5 750.000 t Terremoto de Santiago de 1985 (Chile)
Terremoto de Caucete 1977 (Argentina)
7,8 1.250.000 t Terremoto de Sichuan de 2008 (China)
8,0 5.850.000 t Terremoto del Perú de 2007 (Pisco, Perú)
8,1 6.450.000 t Terremoto de México de 1985 (Distrito Federal, México)
8,5 31,55 millones de t Terremoto de Sumatra de 2007
8,8 100 millones de t Terremoto de Chile de 2010 (150 kilómetros al noroeste de Concepción)
9,0 150 millones de t Terremoto de Lisboa de 1755
9,2 220 millones de t Terremoto del océano Índico de 2004
Terremoto de Anchorage de 1964 (Alaska, Estados Unidos)
9,5 260 millones de t Terremoto de Valdivia de 1960 (Chile)
10,0 6.300 millones de t Estimado para el choque de un meteorito rocoso de 2 km de diámetro que impacte a 25 km/s
13,0 108 megatones = 100 teratones Impacto en la península de Yucatán que causó el cráter de Chicxulub hace 65 Ma

 

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