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Sismología I (Introducción a la Sismología) Posgrado en Ciencias de la Tierra Semestre 2010-II Allen Husker y Víctor M. Cruz Atienza Martes y Jueves de.

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1 Sismología I (Introducción a la Sismología) Posgrado en Ciencias de la Tierra Semestre 2010-II Allen Husker y Víctor M. Cruz Atienza Martes y Jueves de las 11h a 13h

2 Evaluación Exámenes: 60 % Exámenes: 60 % - 3 exámenes parciales (20 % cada uno) Trabajo Final y Presentación: 30 % Trabajo Final y Presentación: 30 % - Desarrollo de un tema sismológico - ~ 10 paginas - Presentación de 15 minutos al final Tareas: 10 % Tareas: 10 % - Entrega y seriedad

3 Objetivos Introducción a la sismología moderna Introducción a la sismología moderna Conocimiento del proceso de generación de los sismos Conocimiento del proceso de generación de los sismos Familiarización con las señales generadas por los sismos y su propagación Familiarización con las señales generadas por los sismos y su propagación Las matemáticas de las ondas Las matemáticas de las ondas

4 Libros Texto Principal: An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure, Stein & Wysession, Blackwell Publishing, 2003 Texto Principal: An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure, Stein & Wysession, Blackwell Publishing, 2003 Otros : 1. Modern Global Seismology, Lay & Wallace Introduction to Seismology, Shearer, Quantitative Seismology, Aki & Richards, 2002 Otros : 1. Modern Global Seismology, Lay & Wallace Introduction to Seismology, Shearer, Quantitative Seismology, Aki & Richards, 2002

5 Temas Propagación de Ondas Sísmicas Propagación de Ondas Sísmicas Trazado de Rayos y Estructura de la Tierra Trazado de Rayos y Estructura de la Tierra Fuentes Sísmicas Fuentes Sísmicas Sismicidad y Tectónica Sismicidad y Tectónica Sismometría y Registros Sísmicos Sismometría y Registros Sísmicos

6 Introducción Allen Husker, IGEF tel: ext. 153 Víctor M. Cruz Atienza, IGEF tel: ext. Tarea: (Fecha de entrega: 9 de febrero 2010) 1. Leer Capitulo 1 del libro: Stein y Wysession 2. Resumen de 2 cuartillas

7 Sismología La sismología es…. 1. el estudio de los sismos (generación y efectos) 2. el estudio de las ondas producidas por las fuentes sísmicas Estos estudios se llevan a cabo a través del análisis del movimiento producido por un sismo y registrado en sismógrafos (sismómetros) instalados en la superficie de la Tierra.

8 Un sismógrafo consiste en un sensor que detecta las vibraciones superficiales (sismómetro) y un sistema de registro que produce una grabación continua de la señal sísmica (sismograma).

9 Fundamentos de la Sismología

10 Los sismos se producen por la fractura repentina de las rocas, generando ondas elásticas que viajan por el interior de la tierra (ondas de cuerpo) o la superficie (ondas superficiales). Ondas de cuerpo: P, S Ondas superficiales: Love, Rayleigh (sismos someros)

11 Rayos Sísmicos Las ondas de cuerpo que se propagan por el interior de la tierra se pueden representar por rayos perpendiculares al frente de la onda sísmica. Estos rayos sísmicos se refractan debido a cambios en la velocidad de las ondas con la profundidad.

12 Reflexión y refracción: Estructura del interior de la Tierra

13 Tomography Tomografía Tomografía (Computed Tomography Imaging CAT Scan) Steve Grands whole Earth Tomography

14 Los sismos no ocurren al azar… Concentración en las fronteras de las placas tectónicas Mayoría de los sismos más fuertes del último siglo han ocurrido en zonas de subducción Sismos intraplaca también son significativos

15 Sismos más fuertes desde 1900 EventoMag 1960 Chile Alaska (P. William Snd) Alaska (Andreanof Isl.) Kamchatka Indonesia (Sumatra)9.0 – Colombia-Ecuador Alaska (Rat Islands) Tibet (Assam) Kamchatka Indonesia (Banda Sea) Kurile Islands8.5 EventoMag 1960 Chile Alaska (P. William Snd) Alaska (Andreanof Isl.) Kamchatka Indonesia (Sumatra)9.0 – Colombia-Ecuador Alaska (Rat Islands) Tibet (Assam) Kamchatka Indonesia (Banda Sea) Kurile Islands8.5 * USGS National Earthquake Information Center

16 Sismos más fuertes,

17 Sismos más destructivos EventoMag Muertes 1556 China, Shansi~8 830, China, Tangshan ,000 of. 655,000 est Sumatra9.0 >280, Syria, Aleppo - 230, China, near Xining , Iran, Damghan - 200, China, Gansu , Iran, Ardabil - 150, Japan, Kanto , USSR, Turkmenistan ,000 EventoMag Muertes 1556 China, Shansi~8 830, China, Tangshan ,000 of. 655,000 est Sumatra9.0 >280, Syria, Aleppo - 230, China, near Xining , Iran, Damghan - 200, China, Gansu , Iran, Ardabil - 150, Japan, Kanto , USSR, Turkmenistan ,000 * USGS National Earthquake Information Center

18 Frecuencia de Eventos Magnitud Numero Anual Energía Liberada (j/yr, aprox.) 8 y mayor 11, , >130,000 >130, > 1,300,000 < 0.05 Stein & Wysession, 2003

19 Energía equivalente en kg de dinamita

20 Magnitud propiedad de la fuente La magnitud definida por Richter (1958) esta basada en la amplitud registrada en el sismograma, calibrada a distintas distancias del sismo.

21 Si el evento es suficientemente fuerte, los efectos en la superficie pueden ser significativos. Estos efectos dependen tanto del movimiento del suelo como del material geológico en el sitio.

22 Intensidad El nivel de sacudimiento que se observa en un sitio particular se mide utilizando la escala de intensidad de Mercalli con valores de intensidad entre I – XII. La intensidad generalmente es mayor cerca al epicentro y disminuye con la distancia.

23 Diferentes Tipos de Construcción Frecuencia natural de un edificio Frecuencia natural de un edificio ~0.1 s por piso ~0.1 s por piso Terremotos más grandes tienen periodos más largos (frecuencia baja) Terremotos más grandes tienen periodos más largos (frecuencia baja) Magnitudes M 6 tiene frecuencia de 0.1 Hz = 10 seg M8 ~ 50 seg (Husker, Kohler, Davis 2006)

24 Las intensidades observadas están relacionadas al movimiento del suelo producido por las ondas sísmicas. Las estructuras (casas, edificios etc) son afectadas principalmente por el nivel de aceleración del suelo. Este nivel es mayor en el campo cercano (distancias menores a 100 km) Colima-Jalisco, 9 oct 1995, Magnitud 8

25 Las aceleraciones disminuyen con la distancia del sismo debido a la atenuación de energía por el medio donde se propagan las ondas sísmicas. Esta atenuación depende de las propiedades del material y es distinta para diferentes regiones.

26 Es importante identificar las aceleraciones que se puedan registrar en zonas sísmicas para poder evaluar el peligro sísmico y definir códigos de construcción que puedan reducir perdidas. Ingeniería Sísmica

27 Terremoto en Haití Marco tectónico Mundialmente ocurren ~15 eventos de M=7.0 por año Falla Enrriquillo-Plantain Garden Corrimiento lateral izquierdo con componente inverso 35 veces menor que el sismo del 85 Fecha y hora (epicentro): 12/01/2010, 04:53:10 PM Magnitud Mw = 7.0 Localización epicentral: 15 Km al sur-oeste de Puerto Príncipe Profundidad hypocentral: 13 km Marco Geográfico

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31 Sismicidad y Tectónica Cinco placas tectónicas en interacción Movimiento de ~ 20 mm/año entre Caribe y Norteamérica Sismicidad Regional Sismicidad Local Deformación GPS

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