02-03_Geom_Sismos.ppt

V
Geomorfología
Prof. Dr. Lothar Schulte

Riesgos de Avenidas
FluVAlps-plus Project
2
2 Las placas tectónicas y relieves principales de la Tierra
2.1 La estructura global de la tierra
2.2 Mecanismos del movimiento de las placas
2.3 Los sismos y riesgos tectónicos asociados
Fig.: El terremoto de Lisboa 1755

Riesgos de Avenidas U
B
UNIVERSITAT DE BARCELONA
Prof. Dr. Lothar Schulte: Natural Hazards
Copyright L. Schulte, 2008, Master lecture on Regional Planning and Environmental Management, University Barcelona
presentation I introduction I processes I extreme events I prevention I case studies I global change
Sistemas geodinámicos internos
3
Sistema de proceso-respuesta
endógeno del relieve
Movimientos de la corteza terrestre Transporte de materiales a partir
del magma
Plegamiento Ruptura de la
corteza
Volcanismo
procesos extrusivos
Plutonismo
procesos intrusivos
Sismos

B
4
Definición: Terremoto
• Son el resultado natural de la tectónica de placas causada por los
procesos de convección en el manto de la Tierra.
• Un terremoto representa la liberación súbita de energía
almacenada (deformación elástica de las rocas), donde los
materiales, bloques o placas que se hallan en contacto en una falla.
Los mecanismo de fricción causan desplazamientos intermitentes y
bruscos de unos materiales frente a otros.
1) Plegamiento de rocas 2) Deslizamiento de falla

B
Dislocaciones a lo largo de fallas como resultado de sismos
5
Fig.: Una trinchera cerca de Süchteln (Alemania) muestra el salto de la falla de Viersen.

B
Localización y origen de los sismos
En general la actividad sísmica presenta una relación geográfica con los
límites de placas litosféricas.
1. Se detecta una mayor intensidad en los márgenes de placas
convergentes con presencia de zonas de subducción. Ejemplos:
Japón, Alaska, Chile, etc.
2. En los límites de transformación también hay una intensa
actividad sísmica (Ejemplo: California, Nueva Zelanda).
3. En los límites de expansión los terremotos que suelen acontecer
son de menor categoría (Excepción es Islandia).
4. Terremotos en el interior de las placas → sutura continental.
Sismos locales
1. Sismos vinculados a la intrusión de magma y procesos volcánicos
2. Sismos de origen de la geodinámica externa (desplome de
grandes masas rocosas)
3. Sismos de origen antrópico
¿Dónde?

B
7
 Hay varios variables que describen el movimiento del suelo durante un
terremoto:
• Desplazamiento a lo largo de las fallas [m]
• Velocidad del movimiento [m/s]
• Aceleración [m/s]
 Magnitud: energía liberada durante un sismo
 Intensidad: efectos en la superficie terrestre
 Existen varios sistemas para clasificar las intensidades a partir de los
efectos causados en la superficie terrestre.
 Escalas macrosismicas: Mercalli, Escala japonesa de intensidad de
sismos, Escala Macrosísmica Europea (EMS 98), etc.
 Estas escalas forman bases de la evaluación de riesgos.
 Los efectos y daños de un terremoto depende de muchos factores (geología,
construcciones, infraestructuras, densidad de población, etc.)
 Los daños en la construcción (víctimas) depende también de las
características del suelo (substrato) y de la construcción (existen varios
ejemplos donde se ha visto que la construcción tradicional resiste mejor como
edificios modernos no adaptados (San Juán 1944; Izmet 1990, Kobe, 1995).
Caracterización de los sismos

Riesgos de Avenidas
Localización de terremotos y placas tectónicas
8
Fig.: Sismos importantes históricos (de 2150 BC a 2004 BP) según NOAA, National Geophysical Data Center 2004;
modificado por Schellmann (2007).

B
Zonas de subducción como foco de sismos

B
Tectónica el la Dorsal intra-
oceánica
Pingvellir, Islandia 1999
Placa americana
Placa europea

B
Los márgenes transversales se caracterizan
por el movimiento transversal de dos placas a
lo largo de un sistema de fallas de desgarre.
Ejemplo: falla de San
Andrés

B
Sismos vinculados a procesos volcánicos (intrusión de magma)

B
Microsismos procedente de movimientos de gravedad
14
Dimensiones del displome del Mt
Cook
 Grauwackas
 14,000,000 m3 de roca
 1m3 roca  3-4m3 hielo y nieve
 Velocidad máxima 300 km/h
 Alcance 7,3 km

B
Sismos de origen antrópico
15
Extracción de recursos como
fuente de peligros sísmicos
Alteración del sistema hidrológico y
procesos de subsidencia

B
Respuesta social a los sismos causado por la actividades mineras
16

B
Ondas sísmicas y terremotos
17
Ondas sísmicas
Un terremoto es una forma de energía ondulatoria transmitida a través de
la capa superficial de la tierra en círculos concéntricos a partir de un punto
de liberación repentina de energía, que se denomina el foco del terremoto
(= hipocentro) y que se sitúa en el plano de la falla. Su prolongación
vertical en superficie se llama epicentro.
Hipocentro
Epicentro

B
Clasificación de los sismos
1) Según el origen:
• Naturales:
• Sismo volcánico
• Sismo tectónico
• Sismo de colapso
• Antrópicos (= man-made)
2) Según la profundidad del hipocentro:
• < 30 km: sismo de corteza
• 30-100 km: sismo de astenosfera
• > 100 km: sismo de manto
• Sismo someros < 60 km
• Sismo intermedios 60-300 km
• Sismo profundos > 300 km
Terremoto de San Francisco de 1906

B
Ondas sísmicas
Según su naturaleza se clasifican en:
Onda P – primae undae.
(= onda primaria) → longitudinal
Atraviesan líquidos, comportan
compresiones y expansiones alternas en los
materiales.
Onda S – secundae undae.
(= onda secundaria) → transversal.
No atraviesan líquidos, cambio de forma sin
modificar el volumen del material.

B
Ondas sísmicas
Onda G – onda superficial.
Se diferencian dos tipos de ondas superficiales:
1) Ondas Rayleigh 2) Ondas Love

La propagación de las ondas sísmicas por la Tierra
Ondas primarias y
secundarias
Ondas superficiales
Se deduce la
estructura interior de
la tierra de la
velocidad de las
ondas sísmicas
registradas con
sismógrafos.
Refracción
Zonas de sombra

B
Sismógrafo en el Johnston Ridge Observatory, Mt Sant Helens, 2003

B
Ondas sísmicas
Registro de las ondas sísmicas de un terremoto con 8.460 km de distancia entre el
epicentro y la estación receptora.

B
Fig.: Propagación de las ondas sísmicas del terremoto de Argelia de
2003 (Fuente: USGS)
Propagación de ondas sísmicas

B
Propagación de ondas sísmicas
Fig.1: Velocidad ondas P y S y estructura interna de la
Tierra
Fig. 2: Velocidad de llegada de las ondas P y S en
diferentes observatorios americanos del sismo de
Algelia (21.05.2003).

B
Escala Richter (1 a 10)
 Escala logarítmica desarrollado por Charles Richter en 1935 que sirve para
medir la cantidad de energía liberada en un terremoto.
 No tiene en cuenta los daños causados sobre personas físicas o bienes
materiales. Es independiente del grado de desarrollo económico y tecnológico
de la zona afectada.
 La escala es abierta, no existen limitaciones .

Riesgos de Avenidas
Magnitud y frecuencia de sismos en la Tierra
27
Richter Magnitudes Description Earthquake Effects Frequency of Occurrence
Less than 2.0 Micro Microearthquakes, not felt. About 8,000 per day
2.0-2.9 Minor Generally not felt, but recorded. About 1,000 per day
3.0-3.9 Minor Often felt, but rarely causes damage. 49,000 per year (est.)
4.0-4.9 Light
Noticeable shaking of indoor items, rattling noises.
Significant damage unlikely.
6,200 per year (est.)
5.0-5.9 Moderate
Can cause major damage to poorly constructed
buildings over small regions. At most slight damage
to well-designed buildings.
800 per year
6.0-6.9 Strong
Can be destructive in areas up to about 100 miles
across in populated areas.
120 per year
7.0-7.9 Major Can cause serious damage over larger areas. 18 per year
8.0-8.9 Great
Can cause serious damage in areas several
hundred miles across.
1 per year
9.0-9.9 Great
Devastating in areas several thousand miles
across. 1 per 20 years
10.0+ Great
Never recorded; see below for equivalent seismic
energy yield. Extremely rare (Unknown)

B
Los mayores sismos registrados hasta 2007 (USGS, 2007)
Nombre del sismo Localización Fecha
Magnitud
(Richter)
1. Valdivia Chile 22.05.1960 9,5
2. Prince William Sound Alaska 27.03.1964 9,2
3. Océano Indico Cerca de Sumatra 26.12.2004 9,1
4. Kamtschatka Rusia 04.11.1952 9,0
5. Cerca de Ecuador Cerca de Ecuador 31.01.1906 8,8
6. Andreanof Islands Alaska 09.03.1957 8,8
7. Rat Islands Alaska 04.02.1965 8,7
8. Norte de Sumatra Norte de Sumatra 28.03.2005 8,6
9. Assam India 15.08.1950 8,6
10. Bandasee Indonesia 01.02.1938 8,6
11. Frontera entre Chile/Argentinien Chile/Argentinia 11.11.1962 8,5
12. Kamtschatka Rusia 03.02.1923 8,5
28
Fig. 2: Liberación de energía (julios) y
magnitud Richter de terremoto seleccionados
(Strahler, 1992)
Fig. 1: Los mayores sismos registrados hasta 2007 (USGS, 2007)

B
Monitorización de riesgos sísmicos (Fig.1) y reconstrucción de sismos
pasados (paleosismos; Fig.2) para determinar el período de retorno
29

Fig.: Riesgo sísmico en el Mediterráneo (European
Seismological Comission)
Fig.: Movimientos sísmicos en Catalunya entre
1977-1997. Fuente: ICC

B
Mapamundi de hazards sísmicos (aceleración del suelo en m/s2) según
GASHP, 2004)
31

B
Sismos causan peligros secundarios
32
Tipo de peligro primario Causa/Característica Tipo de peligro secundario
Terremoto • Deformación y ruptura
de las placas litosféricas
rígidas por la tectónica
de placas
• Tsunamis
• Liquidación de suelo
• Movimientos gravitatorios
• Aludes

B
Tsunamis
33
Fig.: Impacto del tsunami de navidad de 2004 en el litoral
de Sumatra

B
 Término japonés que
significa la “ola larga de
puerto”.
 Un tsunami es una ola o un
grupo de olas de gran
energía que se producen a
partir de fenómenos
extraordinarios que
desplazan verticalmente de
forma abrupta una gran
masa de agua
(desplazamientos bruscos
en los fondos oceánicos).
 Tsunamis se forman a
partir de procesos
volcánicos (Santorini, 1627
BC).
Altura
de ola
Magnitud
Profundidad [m] Velocidad [km/h] Longitud de ola [km]
Dinámica de tsunamis

Provincia Aceh (Sumatra) después del
impacto del tsunami

Propagación del Tsunami de Sumatra de 2004

Impacto del tsunami del 26-12-2006 sobre el litoral de Sri Lanka

B
Tsunami producido por el terremoto de Valdivia
39
Fig.2: Deformación vertical causado por el terremoto de
Valdivi 21 y 22.05.1960 (Radtke, 1988, según Plafker & Savage,
1970)
+6m
-2m
Fig.1: Propagación del tsunami causado por el
sismo de Valdivia de una magnitud de 9,5 en la
escala Richter. Mayores destrucciones se
registraron en Hawaii.

Impacto del terremoto en España
(Martínez Solares & López Arroyo,
2004)
El terremoto Lisboa y el tsunami (1-11-1755)
 Lisboa fue arrasada por el propio terremoto, el
tsunami y los incendios subsecuentes.
 En España se registraron al menos 1.275
muertos.
 Tsunamis de hasta 20 metros de altura barrieron
la costa del Norte de África, y olas de 3 metros
llegaron a la costa inglesa.
 Cádiz registró olas de 12-15 metros.
Grabados de Lisboa después del terremoto

Simulación de un tsunami causado por el posible
deslizamiento de la cumbre Viaje en La Palma

B
Zonas costeras afectadas por tsunamis durante los últimos 500 años

B
Historial de tsunamis
 Tsunami de Sumatra 2004: 228000 víctimas, holas hasta 35
m
 2300 tsunamis registrados durante los últimos 4000 años
 Actualmente se registran 10 tsunamis /años
 Mayor número de tsunami en el océano pacífico (ring of fire,
límites activos de placas)
 En el Mar Mediterráneo se han registrado 20 tsunamis
importantes en los últimos 2000 años (Kelletat & Scheffers,
2004)
 Tsunamis en Europa
 Lisboa (P)1755
 Messina (I)1908
 Amorgos (GR)1956
 Nice (F)1979
 Reconstrucción a partir de registros naturales (bloques de
100 t transportados varios metros sobre el nivel de mar,
crestas de playas de dimensiones kilométricas).

B
Prevención - tsunamis

B
45
Prevención de riesgos de tsunamis
Sistemas globales y regionales
de alerta: Pacific Tsunami
Warning Center (PTWC)
Comunicación y prevención local
Tsunami hazard
Sistemas de comunicación
Defensa
Ordenación territorial

B
46
http://tsunami.gov/

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