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CQ Sismologia 1
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Departamento de Estructuras
SISMOLOGÍA
Parte 1
1 Estructura de la Tierra.
2 La tectónica de placas.
3 Sismicidad en los bordes de placas.
Regiones sísmicas de la Tierra
4 Fallas geológicas.
Definición - Tipos de falla
5 Ondas Sísmicas.
Ondas de cuerpo - Ondas superficiales
6 Localización y ocurrencia de sismos.
7 Instrumentos de medición y registros sísmicos.
Sismómetro - Acelerógrafo
8 Medidas de los sismos.
Magnitud - Intensidad - Relación entre escalas
9 La aceleración como parámetro de diseño.
10 Atenuación de la aceleración – Fenómenos de amplificación
11 Amenaza, vulnerabilidad y riesgo sísmico
Estructura y configuración de la Tierra
La Corteza: es la capa exterior del planeta, rígida y constituida principalmente por rocas cristalinas
de basalto y granito de gran dureza. El espesor y características de la corteza difieren esencialmente
en los océanos y en los continentes, en las primeras son más densas y pesadas, pero más delgada (5-
10 km), en las segundas el espesor promedio es de 35 km, alcanzando 75 km bajo las grandes
cadenas montañosas.
Estructura concéntrica y configuración
interna del planeta Tierra.
PRESENTE
EVIDENCIAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Early Jurassic, the Dinosaurs spread across Pangea
http://www.scotese.com/earth.htm
By the Early Jurassic, south-central Asia had assembled. A wide Tethys ocean separated the northern
continents from Gondwana. Though Pangea was intact, the first rumblings of continental break up could be heard
Pangea Begins to Rift Apart
http://www.scotese.com/earth.htm
The supercontinent of Pangea began to break apart in the Middle Jurassic. In the Late Jurassic the Central
Atlantic Ocean was a narrow ocean separating Africa from eastern North America. Eastern Gondwana had
begun to separate form Western Gondwana
New Oceans Begin to Open
http://www.scotese.com/earth.htm
During the Cretaceous the South Atlantic Ocean opened. India separated from Madagascar and raced northward
on a collision course with Eurasia. Notice that North America was connected to Europe, and that Australia was still
joined to Antarctica
The End of the Dinosaurs
http://www.scotese.com/earth.htm
The bull's eye marks the location of the Chicxulub impact site. The impact of a 10 mile wide comet caused global
climate changes that killed the dinosaurs and many other forms of life. By the Late Cretaceous the oceans had
widened, and India approached the southern margin of Asia
During the Early Cenozoic India began to Collide with Asia
http://www.scotese.com/earth.htm
50-55 million years ago India began to collide with Asia forming the Tibetan plateau and Himalayas. Australia,
which was attached to Antarctica, began to move rapidly northward
The World Assumes a Modern Configuration
http://www.scotese.com/earth.htm
20 million years ago, Antarctica was coverd by ice and the northern continents were cooling rapidly. The world has
taken on a "modern" look, but notice that Florida and parts of Asia were flooded by the sea
The Earth has been in an Ice House Climate for the
last 30 million years
http://www.scotese.com/earth.htm
When the Earth is in its "Ice House" climate mode, there is ice at the poles. The polar ice sheet expands and
contacts because of variations in the Earth's orbit (Milankovitch cycles). The last expansion of the polar ice
sheets took place about 18,000 years ago
The Present-day world has well defined climatic zones
http://www.scotese.com/earth.htm
We are entering a new phase of continental collision that will ultimately result in the formation of a new Pangea
supercontinent in the future. Global climate is warming because we are leaving an Ice Age and because we are
adding greenhouse gases to the atmosphere.
This is the way the World may look like 50 million years
from now!
http://www.scotese.com/earth.htm
If we continue present-day plate motions the Atlantic will widen, Africa will collide with Europe closing the
Mediterranean, Australia will collide with S.E. Asia, and California will slide northward up the coast to Alaska.
The Atlantic Ocean begins to Close
http://www.scotese.com/earth.htm
New subduction zones along the eastern coasts of North America and South America will begin to consume the
ocean floor separating North America from Africa. About 100 million years from now Mid-Atlantic Ridge will be
subducted and the continents will come closer together.
"Pangea Ultima" will form 250 million years in the Future
http://www.scotese.com/earth.htm
The next Pangea, "Pangea Ultima" will form as a result of the subduction of the ocean floor of the North and
South Atlantic beneath eastern North America and South America. This supercontinent will have a small ocean
basin trapped at its center.
LA TECTÓNICA DE PLACAS
La tectónica de placas implica la formación, movimiento lateral, interacción y
destrucción de las placas litosféricas. La mayor parte del calor interno de la Tierra se
revela a través de este proceso y muchas de las grandes estructuras y fenómenos
topográficos de la Tierra se forman como consecuencia de ellos.
Los valles originados en las fracturas (rift) y la vastas mesetas de basalto se crean por
la ruptura de las placas cuando el magma asciende desde el manto hasta el fondo del
océano, formando nueva corteza y separando las dorsales situadas en mitad del
océano. Las placas chocan y se destruyen a medida que se hunden en las zonas de
subducción dando lugar a las profunda fosas oceánicas, cadena de volcanes, extensas
fallas transformantes, grandes elevaciones lineales y retorcidos cinturones de
montañas.
El mapa de los focos sísmicos registrados durante un período de tiempo dado, muestra
su concentración a lo largo de franjas que limitan o separan grandes regiones
oceánicas y continentales que están exentas de focos.
Sismicidad mundial: 1975 - 1995
Sismicidad de Japón y las Islas Kuriles: 1975 - 1995
Sismicidad de Australia, Indonesia y Nueva Zelanda: 1977 - 1997
Sismicidad en el Océano Atlántico Norte: 1975 - 1995
Sismicidad de Europa: 1975 - 1995
Sismicidad de Africa: 1977 - 1997
Sismicidad del Medio Oriente: 1977 - 1997
Sismicidad de Suramérica: 1975 - 1995
Sismicidad de América Central: 1977 - 1997
Mapa de sismicidad mundial (1963-1998)
358.214 eventos
A los segmentos de falla que han producido terremotos en el pasado y que hasta el
presente han estado inactivos se les conoce como zonas de quietud sísmica o brechas
sísmicas
Mar Caribe
Mar de Bering
Islas Aleutianas
Cubierto
en 1985
Oceáno
Oceáno Pacífico
Pacífico
Oceáno
Pacífico
FUENTE: Tarr, A.C., Rhea, S., Hayes, G., Villaseñor, A., Furlong, K.P., and Benz, H., (2010) “Seismicity of the earth 1900-2007,
Caribbean plate and vicinity”. U.S. Geological Survey Open-File Report 2010–1083-A, scale: 1:8,000,000.
http://pubs.usgs.gov/of/2010/1083/a/
RELACIÓN DE CENTRO AMÉRICA Y EL NORTE DE AMÉRICA DEL SUR
CON LA TECTÓNICA DE PLACAS
Principales sistemas de FALLAS sísmicas
Geomorfológicamente, la Falla
de Boconó se manifiesta por una
serie de valles alineados,
depresiones lineales y otros
rasgos alineados en un corredor
de 1 a 5 km de ancho, orientado,
aproximadamente, en dirección N
45° E y a lo largo de unos 500 km
en la parte central de los Andes
Venezolanos, entre la depresión
del Táchira y el Mar Caribe
B. CONVERGENTE
B. DIVERGENTE
B. TRANSCURRENTE
Movimiento de las Placas Tectónicas
La principal actividad sísmica a nivel mundial se sitúa en las zonas de deformación
tectónica, es decir en los límites entre los bloques de la corteza terrestre. Las placas
litosféricas tienen tres tipos de límites o frontera:
Euroasiática
Placa
Placa
Norteamericana
Borde Divergente
El Gran Valle del Rift en Africa Oriental.
El Gran Valle del Rift es una gran fractura geológica cuya extensión total es de 4.830
kilómetros en dirección norte-sur. Aunque generalmente se habla de este valle para referirse sólo a
su parte africana, desde Yibuti a Mozambique, lo cierto es que el Mar Rojo y el Valle del Jordán
también forman parte de él. Comenzó a formarse en el sureste de Africa (donde es más ancho)
hace unos 30 millones de años y sigue creciendo en la actualidad, tanto en anchura como en
longitud.
PLACA
ARÁBIGA
PLACA
AFRICANA
Borde Convergente
Oceánica-Continental
El tamaño de la Tierra no ha variado significativamente
durante los últimos 600 millones de años. Este hecho
implica que la corteza terrestre se destruye en la misma
proporción en que es creada. Este “reciclaje” de material
cortical tiene lugar en los bordes donde convergen las
plazas tectónicas..
Arco
volcánico
Corteza oceánica
Corteza continental
Litosfera Litosfera
Atenosfera
Oceánica-Continental
http://www.calstatela.edu
Monte Santa Helena (día anterior) Monte Santa Helena (4 meses más tarde)
Borde Convergente
Oceánica-Oceánica
Magma
Litósfera
Profundidad: 100 km
Astenósfera Terremotos
Borde Convergente
KICK-ÉM JENNY: Volcán Submarino.
Ha entrado en erupción al menos 12 veces desde 1939; la última erupción significativa sucedió entre el 4 y el 6 de
diciembre del 2001 y la más reciente fue el 15 de marzo del 2003. Se trata del volcán más intensamente vigilado del
Caribe Oriental, y es probablemente el volcán submarino más intensamente monitoreado en todo el mundo.
Borde Convergente
Oceánica-Oceánica
Borde Convergente
Oceánica-Oceánica
Fosas
marinas
Fosa de las
Marianas
La fosa oceánica más profunda conocida es la de Filipinas (Mariana), que alcanza los 11,5
km de profundidad y tiene una extensión de 1.200 km de largo
Borde Convergente
Volcanes
Borde Convergente
Continental-Continental
La Cordillera del Himalaya es la más dramática y espectacular consecuencia del movimiento de
las placas tectónicas; originadas por el choque frontal entre la Placa de la India y la
Euroasiática. Los Alpes en Europa también han surgido de la colisión de dos continentes.
http://www.calstatela.edu
Borde Transcurrente
Corresponde a las fallas de transformación en las cuales el desplazamiento relativo es
lateral, paralelo al límite común entre las placas adyacentes; en ellas no se crea ni
se destruye material cortical. Estas fallas tienen una actividad sísmica intermedia entre
las dos anteriores; la profundidad de los focos es superficial y esta limitada a la parte
rígida de la corteza. No obstante, la longitud de fallamiento puede ser muy grande, del
orden de centenares de kilómetros y el desplazamiento en el orden de centímetros o
metros.
Algunas veces las placas quedan trabadas en algún lugar almacenando una gran
cantidad de energía. Eventualmente la energía es liberada produciendo sismos de gran
magnitud.
Borde Transcurrente
Falla de Boconó (Mérida, Venezuela)
Punto Caliente o Hot Spot
Los puntos calientes son manifestaciones de efusividad magmática intraplaca
asociados a la existencia de plumas calientes bajo ésta. Las corrientes convectivas
dentro del manto terrestre producen a veces unas plumas de magma más caliente que
asciende hasta entrar en contacto con la corteza terrestre donde su elevada temperatura
la funde, creando fenómenos ígneos que en caso de alcanzar la superfície dan lugar a
volcanes de naturaleza más o menos basáltica (basalto).
Los ejemplos clásicos son las islas Hawai para puntos calientes sobre corteza oceánica y el punto
caliente que actualmente alimenta el vulcanismo del parque Yellowstone, al que están asociados
varios volcanes apagados que se encuentran en línea en dirección este, para corteza continental
Punto Caliente o Hot Spot
Como quiera que estos puntos calientes se
mantienen activos durante millones de años y
están quietos respecto al manto mientras que
la corteza se desliza sobre éste, se forman
cadenas de volcanes de los que solo está
activo el que se encuentra en ese momento
sobre la pluma de magma en ascensión.
Norte
kilómetros
Ma = Millones de años
Ideas principales:
6. Hay alguna prueba del movimiento de las placas tectónicas o es solo una teoría ?
11. Defina cada tipo de borde de placas e indique que consecuencias trae cada uno.