0:00Introducción
En junio de 1929, un fuerte terremoto sacudió la Isla Sur de Nueva Zelanda. En Copenhague, una sismóloga llamada Inge Lehmann estudió los registros que dejó en estaciones de todo el mundo. Unas ondas débiles habían llegado a estaciones de Rusia, en una zona a la que, según todas las teorías de la época, el núcleo de la Tierra no debería haberlas dejado llegar.
Dedicó años a ese enigma. En 1936 publicó su respuesta. En lo profundo del núcleo líquido tenía que haber un segundo núcleo, un núcleo interno, donde las ondas viajan más rápido. Ese núcleo interno había desviado esas ondas hacia la zona prohibida. Nadie ha estado nunca allí. Un terremoto se lo mostró, y al final de esta clase verás cómo.
En esta clase seguiremos un terremoto de principio a fin. Veremos cómo una falla se carga y se rompe, y cómo los científicos leen sus ondas. Luego veremos cómo un terremoto lleva al siguiente, y qué revelan las ondas en las profundidades del planeta.
La capa exterior de la Tierra está rota en placas que se desplazan unos pocos centímetros por año. Donde dos se encuentran, el límite entre ellas es una falla, y la mayor parte del tiempo los dos lados están trabados, aunque las placas sigan moviéndose.
1:13La roca cerca de una falla trabada se dobla lentamente, como un trampolín bajo un peso cada vez mayor. En 1910, un geólogo llamado Harry Fielding Reid lo demostró con levantamientos topográficos realizados antes y después del gran terremoto de San Francisco de 1906. Lo llamó rebote elástico: décadas de flexión lenta y luego, de golpe, la vuelta atrás.
1:34Ese es el ciclo sísmico. La falla se carga durante décadas o siglos, se rompe en segundos o minutos, y luego se traba y empieza a cargarse de nuevo. Cada gran terremoto es una vuelta de ese ciclo.
1:48Los científicos pueden observar cómo ocurre la carga. Receptores GPS anclados al suelo siguen su propia posición con una precisión de una fracción de pulgada, unos pocos milímetros. Lejos de una falla trabada, las estaciones viajan con sus placas, pero las que están cerca de ella se quedan atrás. El suelo se está doblando.
2:06Qué tan firmemente está trabada una falla se llama su acoplamiento. Una falla totalmente acoplada acumula casi todo el movimiento de las placas, año tras año. Frente al noreste de Japón, el gran terremoto de marzo de 2011 mostró que allí las placas habían estado trabadas hasta la misma fosa, donde la placa del Pacífico se hunde bajo Japón. Cuando ese límite se soltó, el fondo marino se desplazó, en algunos lugares unos 50 metros, más de 150 pies.
2:33No todas las fallas se quedan perfectamente quietas mientras se cargan. Bajo el estado de Washington y la Columbia Británica, la parte profunda del límite de placas se desliza más o menos una pulgada, unos pocos centímetros, a lo largo de un par de semanas, aproximadamente cada 14 meses. Nadie lo siente. El GPS reveló estos eventos de deslizamiento lento hacia el año 2000. Los científicos los vigilan de cerca, porque cada uno añade carga a la parte trabada de la falla que está encima.
3:00El ciclo deja un registro en el suelo. Los geólogos cavan trincheras que atraviesan las fallas y leen las capas de suelo como las páginas de un libro. Donde una capa está rasgada y desplazada, la rompió un terremoto. Fechar esas capas muestra con qué frecuencia se ha roto una falla a lo largo de miles de años.
3:20La ruptura
Un terremoto no rompe toda la falla a la vez. Empieza en un punto, el hipocentro, donde el esfuerzo vence primero a la fricción. Desde allí, la rotura, o ruptura, se propaga a toda velocidad por la falla, normalmente de 2 a 3 kilómetros cada segundo. Algunas rupturas incluso van más rápido que algunas de las ondas que emiten.
3:39Cuanto mayor es el terremoto, más tiempo continúa la ruptura. Uno moderado termina en unos pocos segundos. En el gran terremoto de Sumatra de 2004, la ruptura siguió desgarrándose hacia el norte durante unos ocho minutos, a lo largo de más de 1.300 kilómetros de falla.
3:56Cuánta falla se rompe, y cuánto se desliza, determina el tamaño de un terremoto. Los científicos multiplican tres cosas: el área de falla que se rompió, cuánto se deslizaron sus dos lados y qué tan rígida es la roca. El resultado, el momento sísmico, es la base de la escala de magnitud moderna. Cada escalón entero de la escala significa unas 32 veces más energía liberada.
4:18La mayoría de los terremotos empiezan a menos de unos 70 kilómetros de la superficie. Pero donde una placa se hunde bajo otra, los terremotos siguen a la placa que desciende, hasta unos 700 kilómetros de profundidad. En 1994, uno de los mayores terremotos profundos jamás registrados ocurrió a unos 630 kilómetros bajo Bolivia. Se sintió hasta en Canadá.
4:44La lectura de las ondas
La ruptura emite ondas. Las ondas P comprimen y estiran la roca, como un empujón a lo largo de un resorte, y son las más rápidas. Las ondas S la sacuden de un lado a otro, y llegan después. Donde llegan a la superficie, las ondas superficiales se extienden ondulando por el suelo. Son las más lentas, y causan gran parte de los daños.
5:03El intervalo entre las ondas P y S le indica a una estación a qué distancia está el terremoto. Para uno cercano, cada segundo de ese intervalo significa unos 8 kilómetros. Tres estaciones bastan para ubicar el punto, y las redes de cientos de estaciones lo hacen en segundos.
5:19Las fallas se rompen de tres maneras principales. En una falla normal, la corteza se estira y un bloque se hunde. En una falla inversa, se comprime y un bloque sube sobre el otro. En una falla transcurrente, los dos lados se deslizan lateralmente uno junto al otro.
5:34Las propias ondas revelan en qué sentido se rompió una falla. En algunas estaciones, el primer movimiento del suelo es un empujón; en otras, un tirón. Representados alrededor del globo, esos empujones y tirones dibujan un patrón al que los sismólogos llaman «pelota de playa». En febrero de 2023, un terremoto de magnitud 7,8 sacudió Türkiye. Su «pelota de playa» mostró una ruptura transcurrente, y sus réplicas trazaron esa ruptura a lo largo de la falla de Anatolia Oriental.
6:02Determinar el tamaño lleva más tiempo. En 2011, la primera alerta de tsunami de Japón, unos tres minutos después de que empezara la sacudida, se basó en una magnitud de 7,9. El método rápido llega a su límite con los terremotos más grandes, y la estimación se elevó, por etapas, hasta 9. Las cifras rápidas sirven para las alertas; la definitiva sale del registro completo.
6:27Esa cifra definitiva es la magnitud de momento, calculada a partir del área y el deslizamiento de la falla. A diferencia de escalas más antiguas, no deja de crecer con los terremotos más grandes. Por eso, un gran terremoto puede mostrar varias magnitudes en su primera hora, a medida que las estimaciones rápidas dan paso a la magnitud de momento.
6:45Los satélites de radar pueden cartografiar todo un terremoto de una vez. Al comparar imágenes tomadas antes y después, dibujan bandas de color donde el suelo se movió; cada banda equivale a unos 3 centímetros, alrededor de una pulgada, de movimiento hacia el satélite. El patrón traza la falla que se rompió, incluso donde nadie puede llegar.
7:07Los terremotos se hablan entre sí
Los terremotos siguen sus propias reglas. Por cada escalón que se baja en magnitud, hay unas diez veces más. En todo el mundo hay más de 1.000 terremotos de magnitud 5 o más en un año típico, pero solo alrededor de uno de magnitud 8 o más.
7:22Después de un gran terremoto vienen las réplicas, y se van apagando de manera regular, un patrón que el sismólogo Fusakichi Omori descubrió en Japón en la década de 1890. Diez días después del sismo principal, llegan con una frecuencia de alrededor de una décima parte de la del primer día. Cien días después, alrededor de una centésima parte.
7:40La réplica más grande es, en promedio, alrededor de 1,2 menor en magnitud que el terremoto principal. Así que, después de uno de magnitud 7, una réplica fuerte cercana a magnitud 6 no es ninguna sorpresa, y los edificios dañados deben permanecer vacíos hasta que se inspeccionen.
7:59Un terremoto no solo libera esfuerzos. Los traslada. Donde termina la falla rota, aumenta el esfuerzo sobre la roca que está justo más allá, y el siguiente segmento queda más cerca de romperse.
8:11La falla de Anatolia del Norte, en Türkiye, lo muestra con claridad. A partir de 1939, una serie de grandes terremotos avanzó a lo largo de ella de este a oeste durante 60 años. Un estudio de los diez más grandes encontró que nueve habían sido acercados a la ruptura por los anteriores. En agosto de 1999, el avance llegó a Izmit, cerca de Estambul, y aumentó la probabilidad de un terremoto fuerte bajo Estambul.
8:38Las personas también pueden destrabar fallas. En Oklahoma, las operaciones de petróleo y gas bombearon enormes volúmenes de aguas residuales saladas a gran profundidad, lo que elevó la presión dentro de fallas antiguas hasta que se deslizaron. Los terremotos de magnitud 3 o más pasaron de unos dos por año a más de 900 en 2015. El mayor de Oklahoma, de magnitud 5,8, cerca de Pawnee en 2016, se sintió en varios estados.
9:07Todo esto se usa en los pronósticos, que dan probabilidades, nunca una fecha. El pequeño pueblo de Parkfield, California, está sobre la falla de San Andrés. Entre 1857 y 1966 ocurrieron allí seis terremotos moderados, aproximadamente uno cada 22 años.
9:24En 1985, los científicos pronosticaron el siguiente para antes de 1993, y llenaron la zona de instrumentos para registrarlo. Llegó en 2004, 11 años después de que se cerrara el plazo del pronóstico. Las fallas son lo bastante regulares como para pronosticarlas, pero no lo bastante como para cumplir un horario.
9:43Por eso, los pronósticos modernos combinan el ciclo, el registro de las trincheras y las mediciones GPS de la carga en probabilidades para cada falla durante las próximas décadas. Tras el aumento en Oklahoma, el Servicio Geológico de Estados Unidos empezó a emitir también pronósticos a un año para los terremotos causados por las personas.
10:04Ver el interior de la Tierra
Las mismas ondas que sacuden el suelo viajan a través de todo el planeta. La roca más profunda está sometida a una presión enorme, y en general las ondas se aceleran a medida que bajan. Por eso sus trayectorias se curvan suavemente de vuelta hacia la superficie, como la reverberación de un espejismo sobre una carretera caliente.
10:19En 1909, un científico croata llamado Andrija Mohorovičić notó que las ondas de un terremoto cercano llegaban en dos grupos. Algunas habían tomado un camino más rápido a través de roca más profunda. Había encontrado la base de la corteza, un límite que todavía lleva su nombre: el Moho.
10:38Mucho más abajo, las ondas revelan el núcleo. A más de un cuarto de vuelta al globo desde un terremoto, las ondas S desaparecen, y nunca regresan. Las ondas P también se desvanecen, y luego reaparecen en el lado opuesto. Las ondas S no pueden atravesar un líquido. El núcleo externo está fundido.
10:55Y eso nos lleva de vuelta a Inge Lehmann. Las ondas débiles de Rusia habían atravesado el núcleo líquido y habían sido desviadas por algo más rápido en su interior. Era un núcleo interno, con un radio de unos 1.200 kilómetros. Trabajos posteriores mostraron que es de hierro y níquel sólidos, más o menos tan caliente como la superficie del Sol. Las redes modernas cartografían el interior profundo de la Tierra en tres dimensiones, a partir de millones de estos registros.
11:19Nadie ha perforado a más de unos 12 kilómetros de profundidad. La mayor parte de lo que sabemos sobre todo lo que hay más abajo proviene de cronometrar las ondas de los terremotos en estaciones de todo el mundo.
Entonces, tres cosas para recordar. Primero, una falla se carga durante décadas, se rompe en minutos y vuelve a trabarse: el ciclo sísmico. Segundo, las ondas revelan dónde se rompió una falla, cómo se movió y qué tan grande fue la ruptura, y cada terremoto le pasa esfuerzo al siguiente. Y tercero, esas mismas ondas han cartografiado el interior del planeta, hasta su núcleo sólido.
11:54Cada terremoto es un mensaje desde el interior del planeta. Inge Lehmann leyó uno de 1929 y encontró un mundo que nadie visitará jamás. Gracias por ver Earth Explained. Suscríbete para no perderte la próxima clase, y mira el planeta en vivo, día y noche, en EarthWatch 24-7.
