La física nos muestra que la energía se transmite siempre en ondas. Cada ola tiene un punto alto llamado cresta y un punto bajo llamado depresión. La altura de una onda desde la línea central hasta su cresta es su amplitud. La distancia entre las ondas de cresta a cresta (o de depresión a depresión) es su longitud de onda.
La energía de los terremotos viaja en forma de ondas sísmicas, que se trataron en el capítulo «Tectónica de placas». El estudio de las ondas sísmicas se conoce como sismología. Los sismólogos utilizan las ondas sísmicas para conocer los terremotos y también para conocer el interior de la Tierra. Los dos tipos de ondas sísmicas descritas en «Tectónica de Placas», las ondas P y las ondas S, se conocen como ondas de cuerpo porque se mueven a través del cuerpo sólido de la Tierra. Las ondas P viajan a través de sólidos, líquidos y gases. Las ondas S sólo se mueven a través de los sólidos. Las ondas superficiales se desplazan a lo largo del suelo, hacia fuera del epicentro de un terremoto. Las ondas superficiales son las más lentas de todas las ondas sísmicas, viajando a 2,5 km (1,5 millas) por segundo. En un terremoto, las ondas corporales producen sacudidas bruscas, mientras que los movimientos ondulatorios de las ondas superficiales causan la mayor parte de los daños en un terremoto.
Medición de la magnitud
Los sismogramas registran las ondas sísmicas. En el último siglo, los científicos han desarrollado varias formas de medir la intensidad de los terremotos. El método actualmente aceptado es la escala de magnitud de momento, que mide la cantidad total de energía liberada por el terremoto. Por el momento, los sismólogos no han encontrado un método fiable para predecir los terremotos.Un sismógrafo produce una representación gráfica de las ondas sísmicas que recibe y las registra en un sismograma. Los sismogramas contienen información que puede utilizarse para determinar la intensidad de un terremoto, su duración y su distancia. Los sismómetros modernos registran los movimientos del suelo mediante detectores electrónicos de movimiento. Los datos se guardan digitalmente en un ordenador.
Si un sismograma registra ondas P y ondas superficiales pero no ondas S, el sismógrafo estaba al otro lado de la Tierra del terremoto porque esas ondas no pueden viajar a través del núcleo líquido de la Tierra. La amplitud de las ondas puede utilizarse para determinar la magnitud del terremoto, que se analizará en una sección posterior.Para localizar el epicentro de un terremoto, los científicos deben determinar primero la distancia del epicentro a partir de tres sismógrafos diferentes. Cuanto más tiempo transcurra entre la llegada de la onda P y la onda S, más lejos estará el epicentro. Así, la diferencia entre los tiempos de llegada de las ondas P y S determina la distancia entre el epicentro y un sismógrafo. Esta animación muestra cómo se determina la distancia utilizando las ondas P, S y superficiales.
El científico dibuja entonces un círculo con un radio igual a la distancia del epicentro para ese sismógrafo. El epicentro se encuentra en algún lugar de ese círculo. Esto se hace para tres lugares. Utilizando los datos de dos sismógrafos, los dos círculos se interceptan en dos puntos. Un tercer círculo interceptará los otros dos círculos en un único punto. Este punto es el epicentro del terremoto. Aunque fue útil durante décadas, esta técnica ha sido sustituida por los cálculos digitales. Las estaciones sísmicas registran diez terremotos en esta animación.
Medir los terremotos
Desde siempre se ha intentado cuantificar la magnitud y los daños de los terremotos. Desde principios del siglo XX, existen tres métodos La más antigua de las escalas se llama escala de intensidad de Mercalli. Los terremotos se describen en términos de lo que sintieron los residentes cercanos y el daño que se produjo en las estructuras cercanas. Esta escala tiene una información más cualitativa porque se basa en los daños visuales y no en la energía real liberada por el terremoto. Hoy en día estos mapas siguen siendo importantes y varias estaciones sismológicas crean mapas de sacudidas de los daños en la superficie.Con la invención de la estación sismográfica, se creó la escala de magnitud de Richter. Desarrollada en 1935 por Charles Richter, esta escala utiliza un sismómetro para medir la magnitud de la mayor sacudida de energía liberada por un terremoto. En la actualidad, la escala de magnitud de momento ha sustituido a la escala de Richter. La escala de magnitud de momento mide la energía total liberada por un terremoto. La magnitud de momento se calcula a partir del área de la falla que se ha roto y la distancia que el suelo se ha movido a lo largo de la falla.La escala de Richter y la escala de magnitud de momento son logarítmicas. La amplitud de la onda mayor aumenta diez veces de un número entero al siguiente. Un aumento de un entero significa que se ha liberado treinta veces más energía. La amplitud de la onda sísmica más grande de un terremoto de magnitud 5 se compara con la onda más grande de un terremoto de magnitud 4. ¿Cómo se compara con un terremoto de magnitud 3? La amplitud de la mayor onda sísmica de un terremoto de magnitud 5 es 10 veces mayor que la de un terremoto de magnitud 4 y 100 veces mayor que la de un terremoto de magnitud 3.
Cada escala tiene sus ventajas. Como se mencionó anteriormente, la escala de intensidad de Mercalli se basa en la cantidad de daño que alguien vería. Sin embargo, esto es relativo porque algunos lugares tienen fuertes códigos de construcción, y el material rocoso debajo impactará en las sacudidas del suelo sin cambiar la energía liberada en el foco. Con la escala de Richter, una sola sacudida brusca mide más que un terremoto intenso muy largo que libera más energía. La escala de magnitud de momento refleja con mayor precisión la energía liberada y los daños causados. En la actualidad, la mayoría de los sismólogos utilizan la escala de magnitud de momento.