Cual escala se usa actualmente?
Se usa la escala de magnitud de momento (Mw) o de Tom Hanks:
Escala sismológica de magnitud de momento
La
escala sismológica de magnitud de momento (MW) es una escala logarítmica usada para medir y comparar sismos. Está basada en la medición de la
energía total que se libera en un
terremoto. Fue introducida en
1979 por
Thomas C. Hanks y
Hiroo Kanamori como la sucesora de la
escala de Richter.
Una ventaja de la escala de magnitud de momento es que no se satura cerca de valores altos.
1 Es decir, a diferencia de otras escalas, ésta no tiene un valor por encima del cual todos los terremotos más grandes reflejen magnitudes muy similares.
Otra ventaja que posee esta escala es que coincide y continúa con los parámetros de la escala de Richter.
Por estas razones, la escala de magnitud de momento es la más usada por sismólogos para medir y comparar terremotos de grandes proporciones. El Centro Nacional de Información Sísmica (National Earthquake Information Center) de los Estados Unidos, dependiente del
Servicio Geológico de EE.UU. (USGS) usa esta escala para la medición de terremotos de una magnitud superior a 6,9.
A pesar de lo anterior, la escala de Richter es la que goza de más popularidad en la prensa. Luego, es común que la prensa comunique la magnitud de un terremoto en «escala de Richter» cuando éste ha sido en realidad medido con la escala de magnitud de momento.
1 En algunos casos esto no constituye un error, dada la coincidencia de parámetros de ambas escalas, aunque se recomienda indicar simplemente «magnitud» y evitar la coletilla «escala de Richter» para evitar errores.
Índice
Magnitud de momento sísmico
La
magnitud de momento sísmico (Mw) resume en un único número la
cantidad de energía liberada por el terremoto (llamada
momento sísmico, M0). La "w" en el subíndice del símbolo «Mw», proviene de la palabra inglesa «work», que significa «
trabajo».
Mw coincide con las estimaciones obtenidas mediante otras escalas, como por ejemplo la
escala de Richter. Es decir, Mw permite entender la
cantidad de energía liberada por el terremoto (M0) en términos del resto de las escalas sísmicas. Es por esto que se usa Mw en vez de M0 como parámetro de la escala.
Los
períodos de oscilación de las
ondas sísmicas grandes son proporcionales al
momento sísmico (M0). Es por esto que se suele medir la
magnitud de momento Mw a través de los períodos de oscilación por medio de
sismógrafos.
La relación entre Mw y M0 está dada por una fórmula desarrollada por
Hiroo Kanamori en el Instituto de Sismología de California, que es la que sigue:
Obsérvese que la
magnitud de momento sísmico (Mw) se obtiene a partir de una función logarítmica con argumento adimensional y por tanto, es una variable adimensional. En cambio, el
momento sísmico (M0), al ser una variable que mide
energía (
fuerza x
desplazamiento), tiene como unidad derivada la
N x
m o
dina x
cm. Más concretamente, el
momento sísmico (M0) es una cantidad que combina el área de ruptura y la compensación de la
falla con una medida de la resistencia de las rocas mediante la siguiente ecuación:
, donde:
- μ es el módulo de deformación de las rocas involucradas en el terremoto. Usualmente es de 30 gigapascales.2
- A es el área de ruptura a lo largo de la falla geológica donde ocurrió el terremoto.
- u es el desplazamiento promedio de A.
Comparación con la energía sísmica irradiada
La energía potencial es acumulada en el borde de la falla en la forma de tensión. Durante un terremoto la energía almacenada se transforma y resulta en:
- Ruptura y deformación de las rocas
- Calor
- Energía sísmica irradiada
El momento sísmico
es una medida de la cantidad total de energía que se transforma durante el terremoto. Solo una pequeña fracción del momento sísmico
es convertida en Energía Sísmica Irradiada
, que es la que los sismógrafos registran.
Usando la relación estimada:
Choy y Boatwright definieron en 1995 la
magnitud de energía
Comparación con explosiones nucleares
La energía liberada por
armas nucleares es tradicionalmente expresada en términos de la energía almacenada en un
kilotón o
megatón del explosivo convencional
trinitrotolueno (TNT).
Muchos académicos aseveran que una explosión de 1kt TNT es más o menos equivalente a un terremoto de magnitud 4 (regla de uso común en sismología). Esto lleva a la siguiente ecuación:
.
Donde
es la masa del explosivo de TNT que es citado para fines comparativos.
Tal comparación no es muy significativa. En los terremotos, al igual que las explosiones de armas nucleares subterráneas, sólo una pequeña fracción de la cantidad total de energía transformada termina siendo radiada como energía sísmica. Luego, una eficiencia sísmica debe ser elegida para una bomba que es citada como comparación. Usando la
energía específica del TNT (4.184 MJ/kg), la fórmula indicada anteriormente implica el asumir el hecho de que alrededor del 0,5% de la energía de la bomba es convertida en energía sísmica irradiada
. Para verdaderas pruebas nucleares subterráneas, la actual eficiencia sísmica obtenida varía significativamente y depende del los parámetros de diseño y el lugar de la prueba llevada a cabo.
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