Cómo se forman los terremotos y cómo se mide su magnitud

Los terremotos son un tema de búsqueda rutinaria en todo el mundo, e interés aumenta cada vez que un temblor notable aparece en los titulares. Dos preguntas surgen repetidamente: qué causa físicamente que el terreno se sacuda, y qué significa realmente el número de magnitud reportado después. Ambas respuestas provienen de décadas de sismología documentadas por agencias como el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y consorcios de investigación como IRIS, las Instituciones de Investigación Incorporadas para la Sismología.

Qué causa un terremoto

Según el USGS, un terremoto es causado por un deslizamiento repentino en una falla. La corteza terrestre está dividida en grandes placas tectónicas que se mueven constantemente, aunque lentamente. Donde se encuentran las placas, la fricción hace que sus bordes se peguen uno al otro incluso mientras las placas siguen empujando. El USGS cita las placas del Pacífico y América del Norte de California como ejemplo: se deslizan una junto a la otra aproximadamente dos pulgadas por año a lo largo de la Falla de San Andrés, un límite que se extiende más de 650 millas de largo y más de 10 millas de profundidad.

Mientras los bordes de una falla permanecen pegados, las placas continúan moviéndose, lo que dobla y estresa la roca a ambos lados. Esa energía almacenada se acumula hasta que finalmente excede la fricción que mantiene unida la falla. Cuando la falla se "despega", la roca pegada salta hacia atrás a una posición menos tensionada en un deslizamiento repentino, y la energía que había sido almacenada se irradia hacia afuera en ondas sísmicas, descritas por el USGS como propagándose "como ondulaciones en un estanque".

No todas las fallas se comportan de la misma manera con el tiempo. El USGS señala que en algunas áreas las fallas se mueven a través de un desplazamiento casi constante, liberando pequeñas cantidades de tensión en temblores menores frecuentes. Donde el desplazamiento no es constante, la tensión puede acumularse durante décadas o siglos antes de liberarse todo de una vez, produciendo un terremoto más grande.

Foco, epicentro y ondas sísmicas

El punto debajo de la superficie donde comienza un terremoto se llama hipocentro, o foco; el punto en la superficie directamente arriba es el epicentro, según el USGS. Desde el hipocentro, dos tipos principales de ondas viajan hacia afuera: ondas P, que comprimen y estiran la roca en la dirección que viajan y llegan primero a las estaciones de monitoreo, y ondas S, que mueven el terreno de lado a lado y llegan después de las ondas P. El USGS explica que la brecha de tiempo entre la llegada de estos dos tipos de ondas en diferentes estaciones sismográficas permite a los científicos calcular a qué distancia ocurrió un terremoto.

Cómo se mide la magnitud hoy

La magnitud describe el tamaño del terremoto en su origen; un terremoto tiene un único valor de magnitud, según el USGS. Esto es diferente de la intensidad, que mide la severidad del sacudimiento en un lugar específico y puede variar ampliamente dependiendo de la distancia desde el epicentro, la profundidad y las condiciones locales del terreno — IRIS compara la magnitud con el vataje de una bombilla e intensidad con el brillo sentido a diferentes distancias de esa bombilla.

La escala más familiar para el público, la escala de Richter, fue desarrollada por el sismólogo Charles F. Richter en 1934, según la Universidad Tecnológica de Michigan. Calculaba la magnitud a partir de la amplitud de la onda más grande registrada en un tipo específico de sismómetro, ajustada por la distancia desde el terremoto. El USGS establece que este enfoque no mide con precisión terremotos muy grandes: algunos eventos se subestiman, otros se sobrestiman.

Los sismólogos ahora utilizan principalmente la escala de magnitud de momento (Mw), que el USGS y Michigan Tech describen como preferida porque funciona con precisión en todo el rango de tamaños de terremotos y es aplicable globalmente. La magnitud de momento se deriva de una cantidad física llamada momento sísmico, calculada como rigidez de la roca multiplicada por el área de la falla que se deslizó multiplicada por la distancia que se movió la falla. Ese valor de momento, estimado a partir de datos de sismogramas y mediciones geológicas, se convierte luego en el número de magnitud reportado públicamente.

Por qué cada número entero importa tanto

Las escalas de magnitud son logarítmicas. El USGS y Michigan Tech ambos establecen que cada aumento de un número entero corresponde a un aumento de diez veces en la amplitud del movimiento del terreno registrada por instrumentos sísmicos, y aproximadamente un aumento de 32 veces en la energía liberada. Michigan Tech da comparaciones de energía ilustrativas: un terremoto de magnitud 1 libera energía aproximadamente equivalente a 6 onzas de TNT, mientras que un terremoto de magnitud 8 libera energía equivalente a aproximadamente 6 millones de toneladas de TNT.

Magnitud versus intensidad

Porque la magnitud es un único número que describe la energía liberada en la fuente, por sí sola no describe cuán fuertemente un pueblo o edificio en particular se sacudió. La severidad del sacudimiento en ubicaciones específicas se describe en cambio usando escalas de intensidad como la Escala de Intensidad de Mercalli Modificada, que el USGS dice que se expresa en números romanos y depende de factores que incluyen distancia desde el epicentro, profundidad del terremoto y geología local.