Cómo se forman los terremotos, cómo se miden y qué explica la tectónica de placas

Los terremotos son una parte rutinaria del comportamiento de la capa externa de la Tierra, no una anomalía aleatoria o impredecible. Según la Encuesta Geológica de Estados Unidos (USGS), la corteza del planeta está dividida en grandes piezas, llamadas placas tectónicas, que se mueven lentamente, se deslizan una sobre otra y chocan. La mayoría de los terremotos ocurren a lo largo de fallas — líneas de fractura en la roca — ubicadas en o cerca de los límites entre estas placas.

¿Qué ocurre realmente bajo tierra?

La USGS describe el proceso como un mecanismo de tres pasos conocido como rebote elástico. Primero, a medida que las placas tectónicas se mueven, los bordes ásperos e irregulares de una falla se atascan uno contra el otro aunque el resto de la placa siga moviéndose, por lo que la tensión y la energía se acumulan en la roca circundante. Segundo, una vez que la fuerza acumulada finalmente supera la fricción que mantiene unidos los bordes de la falla, la roca se desliza repentinamente. Tercero, la energía almacenada se libera hacia afuera como ondas sísmicas, que sacuden el suelo — el terremoto que las personas sienten.

La actividad sísmica a menudo ocurre en secuencias. La USGS señala que temblores más pequeños llamados premonitores pueden preceder a un sismo principal mayor, aunque solo se identifican como premonitores en retrospectiva, y que las réplicas — temblores más pequeños que siguen al sismo principal — pueden continuar durante semanas, meses o incluso años. A pesar de esta comprensión de la mecánica, la USGS afirma claramente que los científicos no pueden predecir cuándo ocurrirá un terremoto, incluso en áreas donde saben que los terremotos son probables.

Tres tipos de límites de placas, tres tipos de terremotos

Las placas tectónicas interactúan de tres formas distintas, y cada una produce un patrón de terremoto diferente, según la Exploración Oceánica de NOAA y la USGS. En los límites divergentes, las placas se separan y la magma asciende para formar nueva corteza oceánica; los terremotos son comunes allí, con la Dorsal del Atlántico Medio como ejemplo. En los límites convergentes, las placas chocan — una a menudo se desliza bajo la otra — produciendo poderosos terremotos junto con cadenas montañosas, fosas oceánicas profundas y cadenas volcánicas, un patrón visible alrededor del Anillo de Fuego del Pacífico. En los límites transformantes, las placas se deslizan una junto a la otra lateralmente sin crear ni destruir corteza, generando terremotos a través de la fricción; la Falla de San Andrés de California es el ejemplo estándar.

Cómo los sismólogos registran y miden un terremoto

Los terremotos se detectan a través de una red sismográfica global, en la que cada estación mide el movimiento del terreno en su propio sitio, explica la USGS. El instrumento principal es un sismómetro — típicamente un péndulo o una masa montada en un resorte — alojado dentro de un sismógrafo que registra las vibraciones cuando la roca se desliza y la energía se irradia hacia afuera en ondas desde el epicentro.

Los sismólogos distinguen entre dos mediciones separadas. La magnitud describe el tamaño del terremoto en su fuente y es el mismo número sin importar desde dónde se mida. La intensidad, medida en la Escala de Intensidad de Mercalli Modificada, describe el movimiento y el daño sentido en una ubicación específica, que cambia según la distancia de la fuente y las condiciones locales del terreno.

Escala de Richter versus magnitud de momento

La escala de magnitud que la mayoría de la gente conoce — la escala de Richter — fue desarrollada por Charles Richter en los años 1930 para medir terremotos en el sur de California utilizando estaciones sismográficas cercanas; técnicamente se conocía como ML, para 'magnitud local', según la USGS. Mide el movimiento más grande, o amplitud, registrado en un instrumento específico llamado sismógrafo Wood-Anderson.

A medida que las redes sismográficas se expandieron mundialmente, los investigadores descubrieron que el método de Richter solo era válido para ciertos rangos de frecuencia y distancia, y no podía registrar adecuadamente las ondas de frecuencia más baja producidas por los terremotos más grandes — una limitación conocida como saturación. Los sismólogos posteriormente introdujeron la escala de magnitud de momento (Mw), que según la USGS se basa en la cantidad física de 'momento' — la cantidad de deslizamiento en la falla multiplicada por el área de la superficie de la falla que se deslizó — haciéndola válida en el rango completo de tamaños de terremotos. La USGS ahora reporta magnitudes de terremotos usando magnitud de momento.

¿Qué tan comunes son los terremotos?

Los terremotos son mucho más frecuentes de lo que la mayoría de la gente se da cuenta. El Centro Nacional de Información de Terremotos de la USGS localiza aproximadamente 12.000 a 14.000 terremotos cada año. IRIS (Instituciones de Investigación Incorporadas para Sismología) señala que el número de terremotos detectados ha aumentado con el tiempo principalmente porque las redes de sismómetros se han vuelto más sensibles, no porque los terremotos en sí se hayan vuelto más frecuentes.

Debido a que la escala de magnitud de momento es logarítmica, IRIS afirma que por cada paso completo hacia arriba en magnitud, el número anual de terremotos registrados en todo el mundo disminuye aproximadamente por un factor de diez, mientras que la energía liberada aumenta aproximadamente por un factor de treinta.

Por qué esto importa

Entender que los terremotos son el subproducto predecible del movimiento continuo de placas — en lugar de eventos aislados e inexplicables — es la base para los mapas de peligro, códigos de construcción y sistemas de alerta temprana utilizados en todo el mundo. El marco de límites de placas de la USGS y NOAA también explica por qué ciertas regiones, como el Anillo de Fuego del Pacífico o la zona de la Falla de San Andrés, experimentan terremotos repetidamente a lo largo del tiempo geológico, aunque ningún evento individual pueda ser predicho con anticipación.