GEOSFERA Riesgos geológicos internos Tema 6 Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 1

1. Dinámica de la Geosfera . Geosfera. Sistema terrestre de estructura rocosa que sirve de soporte a los demás situados en su parte más superficial. También es la fuente de recursos minerales y energéticos (combustibles fósiles y uranio). La geosfera puede ser representada como modelo de caja blanca: • Dos tipos de energía: solar y energía interna. • Se encuentra en continuo cambio a través de procesos geológicos internos y externos, que la mantienen en equilibrio. Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 2.

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Los procesos geológicos ocurren de forma gradual tranquila y pacífica Los procesos geológicos ocurren de forma gradual tranquila y pacífica. Sin embargo de vez en cuando ocurren fases paroxísmicas de los mismos con una magnitud muy superior a lo habitual (lluvias torrenciales y avenidas, terremotos, volcanes,…) Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 4

PROCESOS GEOLÓGICOS Procesos geológicos externos Ocurren en la parte más superficial, forman el sistema de denudación o desgaste sobre el que actúan los agentes geológicos externos movidos por la energía solar. Los procesos geológicos externos modelan el relieve, ayudados por la fuerza de la gravedad favoreciendo el transporte de materiales a las zonas bajas. Meteorización. Alteración física o química de las rocas in situ debida a la acción de los agentes atmosféricos. Es un proceso estático de disgregación de las rocas o de cambio de su estructura química. Erosión. Proceso dinámico por el que los materiales resultantes del proceso anterior son desplazados (transporte) a zonas más bajas, donde se depositan. Sedimentación. Acumulación progresiva de sedimentos de los materiales y formación de las rocas sedimentarias. El resultado de estos procesos es la modificación del relieve con rebaje de los resaltes y rellenado de las depresiones. Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 5

Procesos geológicos internos Los produce la energía geotérmica manifestada en el gradiente geotérmico o aumento de la temperatura de 1º C por cada 33 metros de profundidad en los primeros kilómetros. Las causas de este calor son por un lado el calor residual de la formación del planeta (es de origen profundo y uniforme en todo el planeta y por otro lado la desintegración radiactiva como la del uranio (es de origen cortical y variable según las zonas). Esta energía radiactiva es la responsable de los procesos geológicos internos. Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 6

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Repaso de la teoría de la Tectónica de Placas, con los fenómenos asociados. Ciclo de las rocas. Bordes de placas… Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 8

DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE RIESGOS GEOLÓGICOS Entendemos por riesgo geológico todo proceso o suceso en el medio geológico, natural o inducido, que puede generar un daño económico o social para el hombre o seres vivos. Los riesgos geológicos se clasifican en: Inducidos: Se producen como resultado de la intervención del hombre en el medio geológico. . La erosión provocada por la deforestación. . Contaminación por enterramiento de residuos radiactivos. .Subsidencias o hundimientos provocados por la extracción de petróleo, por minería o por sobreexplotación de acuíferos. . Rotura de presas, etc. Naturales: . Derivados de los procesos internos: Son los riegos originados por volcanes, terremotos y diapiros. . Derivados de los procesos externos: Dependen del clima y de las características litosféricas de la zona. Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 9

Volcanes Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos

Partes de un volcán Se llamará caldera si su diámetro supera 1 Km Orificio por donde sale la lava. Ríos de lava que se desbordan desde el cráter Conducto desde la cámara hasta el cráter Monte formado por la acumulación de materiales que arroja el volcán Altura alcanzada por los materiales durante la erupción Cono secundario que suele emitir gases llamadas FUMAROLAS Lugar del interior donde se almacena magma antes de salir al exterior Riesgos geológicos internos

Zonas con mayor exposición al riesgo volcánico Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 12

La distribución geográfica se circunscribe a límites de placas: áreas de subducción y dorsales De los 40.000 volcanes de la Tierra, sólo ¼ se halla por encima del nivel del mar Hay unos 800 activos Volcanes intraplaca En zonas centrales de la placa oceánica pacífica:islas Hawai En la zona del rift africano: el Kilimanjaro En la placa africana: Islas Canarias Riesgos geológicos internos

Presencia de un punto caliente Los puntos calientes son zonas de la litosfera situadas justo encima de una pluma térmica, material caliente que asciende desde la base del manto inferior, y que permanece fija sobre el manto La litosfera se abomba sobre un punto caliente Si la litosfera oceánica se desplaza sobre un punto caliente fijo en el manto, origina un reguero de islas volcánicas intraplaca Si la litosfera es delgada, como la oceánica, el abombamiento puede elevarse sobre el nivel del mar originando una isla volcánica Riesgos geológicos internos

Presencia de fracturas o puntos débiles en la litosfera Hipótesis sobre la formación de las islas Canarias Es probable que surgieran por acumulación de materiales volcánicos que emergen de fracturas en la propia placa africana, que se producen por las tensiones resultantes de la apertura del océano Atlántico Se ha descartado la presencia de un punto caliente Riesgos geológicos internos

Riesgos volcánicos Exposición: Peligrosidad Vulnerabilidad Factores de riesgo de un volcán Exposición: Las zonas volcánicas suelen estar superpobladas debido a que un volcán proporciona tierras fértiles, recursos minerales, aguas termales…. A causa de las aglomeraciones, el desastre puede ser mayor de lo esperado. Hoy en día se considera que hay unos 700 volcanes potencialmente peligrosos, la mayoría de ellos (el 80%) situados en el cinturón de fuego del pacífico y que afectan a un 10% de la población mundial Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 16

Vulnerabilidad: Susceptibilidad frente a los daños, es decir el porcentaje esperado de daños que van a sufrir los bienes expuestos al riesgo volcánico. Depende de la disponibilidad de medios para afrontarlos (los países más pobres son más vulnerables que los ricos) Los riesgos volcánicos se intensifican por la relación existente entre productos emitidos, infraestructuras y población. Como se ha comentado anteriormente, la zona de mayor riesgo es el llamado Cinturón de Fuego del Pacífico Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 17

Peligrosidad: Depende del propio evento, por tanto, en este caso dependerá del tipo de erupción, del área afectada, del tiempo de retorno…. Se utiliza el Índice de Explosividad volcánica para saber la peligrosidad de un volcán. • Erupciones Explosivas: mayor peligrosidad y mayor número de víctimas (Flujos piroclásticos + tsunamis). Energía liberada: 1015 – 1018 julios (bomba atómica: 1 megatón – 4.1012 julios) • Erupciones efusivas: cenizas y coladas de lava; mayor daño a la propiedad. Sta. María (Guatemala), 1902: 2000 víctimas por colapso de tejados Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 18

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Identificación del riesgo volcánico Para evaluar el riesgo potencial de un volcán: Historial eruptivo Tipo de actividad (puede cambiar) Presencia de agua en contacto con el magma Viscosidad del magma En general, todos los datos que se puedan saber del volcán 1º Análisis de los productos volcánicos que se puedan emitir Peligros directos Peligros indirectos 2º Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 20

Peligros directos Coladas de lava: Su velocidad depende de la fluidez de la lava. Son más peligrosas las lavas viscosas (explosivas). Ocasionan destrozos en los cultivos, vías de comunicación incendios, arrasan pueblos, taponan valles (puede provocar inundaciones) Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 21

Lluvia de cenizas: Son fragmentos sólidos pequeños que salen con las explosiones. Los efectos son destrozos de cultivos, hundimiento de edificios por sobrepeso, enfriamiento del clima (disminuye el paso de rad. solar), aumento local de la temperatura, contaminación de aire y agua, peligros para la salud… Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 22

Explosiones laterales El tapón del cráter y la presión provoca que el volcán ceda por un lateral. Las cenizas y gases bajan a gran velocidad por la ladera y pueden arrasar grandes áreas. Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 23

Flujos piroclásticos: Similares a los efectos de las explosiones laterales. Se mueven muy rápido y debido a las altas temperaturas incendian todo a su paso. Pueden llegar a mas de 100 km de distancia y salvar pequeños accidentes geográficos. Provoca muerte por asfixia al inhalar partículas al rojo vivo, y una destrucción total de bienes materiales. Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 24

Gases Formación de calderas Pueden ocasionar lluvias ácidas y cenizas tóxicas. Sus efectos dependen de la dirección del viento. Formación de calderas Después de grandes emisiones de magmas, la cámara queda vacía e inestable. Si se hunde puede dar lugar a terremotos o tsunamis (en el caso de volcanes submarinos) Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 25

Caldera volcánica Riesgos geológicos internos 26

Riesgos geológicos internos Peligros indirectos Coladas de detritos: Las cenizas volcánicas depositadas y no consolidadas, por efecto de las lluvias pueden precipitarse ladera abajo. Lahares: La erupción derrite el hielo o la nieve de las cumbres de los volcanes y se produce una avalancha de barro, agua y cenizas, que arrasa pueblos, cultivos… y los entierra, y cuando se seca forma una costra dura. Puede afectar a zonas muy amplias de terreno y avanzan con gran velocidad. Son los fenómenos más peligrosos después de las nubes ardientes Riesgos geológicos internos 27

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Riesgos geológicos internos Tsunamis: Son olas gigantes provocadas o bien por la explosión del volcán o por terremotos submarinos. También pueden originarse por el hundimiento de una caldera o por un deslizamiento de laderas. En la explosión del volcán Krakatoa, el tsunami que se originó causó la muerte de más de 36000 personas en Java. Las olas alcanzaron 42 m de altura. Riesgos geológicos internos

Deslizamientos o Avalanchas Grandes masas de rocas y tierra suelta que se deslizan o fluyen ladera abajo rápidamente por acción de la gravedad. Pueden o no contener agua, cuando este contenido es elevado, y además las partículas finas superan el 3-5% de total se puede transformar en un lahar, alcanzar distancias >100 km. Los deslizamientos de origen volcánico varían entre < 1km3 a >100km3. Su elevada velocidad (>100 km/hr) hace que puedan remontar relieves de hasta varios centenares de metro de altura. Ejemplo: deslizamiento asociado a la erupción del Mount St. Helen el 18 de Mayo de 1980, Volumen 2.5 km3, Velocidad: 50-80 m/s (180-288 km/hr) Riesgos geológicos internos

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Riesgos geológicos internos Tipos de erupciones Riesgos geológicos internos

Áreas de riesgo volcánico Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 34

Métodos predictivos de riesgo volcánico Orientados a conocer la historia de un volcán, la frecuencia de sus erupciones y la intensidad de las mismas Riesgos geológicos internos

Métodos de prevención y corrección de riesgos volcánicos Riesgos geológicos internos

Riesgos geológicos internos Mapa de riesgos del Nevado del Ruiz Riesgos geológicos internos

Riesgos geológicos internos El Nevado del Ruiz está situado en la zona de subducción de la placa de Nazca bajo la placa de América del Sur. El tipo de vulcanismo que manifiesta es bastante explosivo, pero no alcanza un grado máximo de peligrosidad (que habían previsto los mapas de riesgo), podría tratarse de un tipo de erupción vulcaniana debido a que se forma una gran columna eruptiva (unos 10 km de altura) y enormes cantidades de cenizas y otros piroclastos. El problema fue que la cima del volcán estaba nevada y la nieve se derritió bruscamente dando lugar a la formación de lahares que arrasaron pueblos enteros, debido a la rapidez con que discurrían por la fuerte pendiente. Riesgos geológicos internos

Riesgos geológicos internos Predicción Incremento de la actividad fumarólica. Aumento de la actividad sísmica. Lluvia de cenizas y flujos de lodo en los ríos. Elaboración de mapa de riesgo cuya previsión fue superior al evento. Prevención Medidas de evacuación, que no se llevaron a efecto, por lo que se produjo un desastre que perfectamente podría haberse evitado. Riesgos geológicos internos

Riesgos geológicos internos El vulcanismo previsto en Canarias, según los mapas de riesgo, sería de una peligrosidad mínima, más o menos de tipo hawaiano: lavas muy fluidas y piroclastos de poco radio de acción, permitiendo tomar medidas de evacuación y provocando algunos daños materiales, como el arrasamiento de cosechas o cortes en las vías de comunicación, sin peligro para la población, salvo en las proximidades del volcán. Riesgos geológicos internos

Riesgos geológicos internos Mapa de riesgos Riesgos geológicos internos

Riesgos geológicos internos Sismos Riesgos geológicos internos

El origen de los terremotos se encuentra en la acumulación de energía que se produce cuando los materiales del interior de la Tierra se desplazan, buscando el equilibrio, desde situaciones inestables que son consecuencia de las actividades volcánicas y tectónicas, que se producen principalmente en los bordes de la placa. Aunque las actividades tectónica y volcánica son las principales causas por las que se generan los terremotos, existen otros muchos factores que pueden originarlos: desprendimientos de rocas en las laderas de las montañas y el hundimiento de cavernas, variaciones bruscas en la presión atmosférica por ciclones e incluso la actividad humana. Estos mecanismos generan eventos de baja magnitud que generalmente caen en el rango de microsismos, temblores que sólo pueden ser detectados por sismógrafos. Riesgos geológicos internos Riesgos geológicos internos 43

Las causas son muy variadas Se producen 30.000 terremotos al año 75 percibidos 20 significativos 1 o 2 catastróficos Las causas son muy variadas Tectónicas Erupciones volcánicas Impacto de meteoritos Explosiones nucleares Asentamiento de grandes embalses Riesgos geológicos internos 44

Teoría del rebote elástico H.F. Reid, en 1906 Riesgos geológicos internos

Energía liberada en un terremoto La energía que se libera en el terremoto se manifiesta de dos formas: En forma de calor en la zona del plano de falla Otra parte se libera en forma de ondas sísmicas. Esfuerzos distensivos Esfuerzos de cizalla Fallas normales o directas Fallas de desgarre o de transformación Fallas inversas Esfuerzos compresivos Riesgos geológicos internos 46

Hipocentro y epicentro de un terremoto El foco, no es un solo punto, sino que es más bien una zona de deslizamiento en el plano de falla Zona de la superficie terrestre, en la vertical del hipocentro, lugar de máxima magnitud del terremoto Onda sísmica Compresión y distensión de las rocas Riesgos geológicos internos 47

Tipos de ondas sísmicas SUPERFICIALES: Se transmiten desde el epicentro. Causan los destrozos PROFUNDAS: Se forman en el hipocentro. Se propagan por el interior de la Tierra. Riesgos geológicos internos 48

Riesgos geológicos internos Ondas P Son las que transmiten a mayor velocidad: 6-10 km/s Son las primeras en detectarse en los sismógrafos Las partículas de roca vibran en la misma dirección que la propagación de la onda Riesgos geológicos internos 49

Riesgos geológicos internos Ondas S Son las que transmiten a menor velocidad: 4-7 km/s Las partículas de roca vibran en una dirección perpendicular a la propagación de la onda Sólo se pueden transmitir en medios sólidos Riesgos geológicos internos 50

Riesgos geológicos internos Ondas L y R Movimiento horizontal Perpendicular a la dirección de propagación Las partículas vibran en un solo plano: el de la superficie del terreno Velocidad de 2-6 km/s Movimiento elíptico de las partículas de roca Similar al movimiento de las olas en el mar Las partículas vibran en el plano vertical y en la dirección de propagación de la onda. Velocidad de 1-5 km/s Riesgos geológicos internos 51

Riesgos geológicos internos Medida de un terremoto Se pueden medir: La intensidad del terremoto. La magnitud del terremoto. Riesgos geológicos internos

Escala Richter Mide la magnitud de un seísmo La MAGNITUD DE UN SEISMO es la energía liberada en el mismo Se valora de 1 a 10 grados la energía elástica liberada en un terremoto Es la más comúnmente utilizada y valora el factor peligrosidad Es logarítmica: un terremoto de grado 7 equivale a 10 terremotos de magnitud 6, 100 de magnitud 5, 1000 de magnitud 4 El aumento de 1 º en la escala representan un incremento de 31,6 veces la energía liberada La magnitud no mide la duración del seísmo, parámetro que incrementa el factor de peligrosidad del riesgo Riesgos geológicos internos

Riesgos geológicos internos Intensidad Mide la capacidad de destrucción de un terremoto. Cuantifica los daños causados (medida de la vulnerabilidad) mediante la escala de Mercalli (12 grados) Riesgos geológicos internos

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Riesgos geológicos internos Comparación escala Mercalli - Richter Riesgos geológicos internos

Daños originados por seísmos Riesgos geológicos internos

Medidas predictivas: predicción temporal Es más fiable la predicción a largo plazo que a corto plazo: los terremotos ocurren con una periodicidad casi constante En España, el periodo de retorno de seísmos de magnitud superior a 6 es de 100 años Conociendo la velocidad media de desplazamiento de las placas litosféricas  deducir el tiempo de retorno o frecuencia de los seísmos originados en las fallas situadas en los límites de placa Cuando se produce una laguna sísmica (periodo de inactividad superior al esperado) Se producen tensiones que se acumulan en la falla Se incrementa el riesgo de producirse un seísmo de magnitud considerable Redes de vigilancia para predicciones a corto plazo: Precursores sísmicos: Varía la conductividad eléctrica de las rocas Cambios en la velocidad de las ondas sísmicas ( ondas P disminuyen su velocidad) Enjambre de terremotos: seísmos de pequeña magnitud Comportamiento anómalo de los animales Elevaciones del terreno, y emisiones de gas radón. Riesgos geológicos internos

Medidas predictivas: predicción espacial Elaboración de mapas de peligrosidad a partir de datos de magnitud e intensidad de seísmos tomados del registro histórico Elaboración de mapas de exposición en los que se trazan isosistas de seísmos del pasado. Localización de las fallas activas, sobre todo de las situadas en límites de placas: Causan el 95 % de los terremotos Se detectan fácilmente en imágenes de satélite y de interferometría de radar Las fallas se mueven 1-10 cm /año  tiempo de retorno corto (decenios) Las fallas intraplaca se mueven a razón de 1mm-1cm/año  periodos de retorno de 1000 años Riesgos geológicos internos

Medidas preventivas estructurales Normas de construcción sismorresistente: Materiales: acero, piedra, madera. Edificios sin balcones y con marquesina de recogida de cristales rotos Contrafuertes en cruz diagonal y marcos de acero flexible Evitar las edificaciones sobre taludes, edificar en suelos planos Cimientos no rígidos, con caucho, que absorben las vibraciones y permiten oscilaciones del edificio Edificios simétricos para la distribución uniforme de la masa, y altos rígidos, para que en las vibraciones se comporten como una unidad independiente del suelo Evitar el hacinamiento de edificios para evitar muertes por desplomes Edificar sobre sustratos rocosos coherentes Sobre suelos blandos se recomiendan edificaciones bajas, menos susceptibles a hundimientos por licuefacción. Tampoco construir edificaciones extensas, para que las vibraciones diferenciales en distintas zonas no provoquen su hundimiento. Instalaciones de gas y agua flexibles y que se cierren automáticamente. Riesgos geológicos internos

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Medidas preventivas no estructurales Ordenación territorial: Aplicar restricciones de uso, adecuadas en cada caso. Evitar grandes asentamientos, restringir prácticas de riesgo inducido: grandes presas, centrales nucleares,… Protección civil: Sistemas de vigilancia, control, emergencia, alerta y planes de evacuación tendentes a proteger de los riesgos y a restablecer el orden público Educación para el riesgo Establecimiento de seguros, que en países en vías de desarrollo es de más difícil aplicación. Medidas de control de seísmos: Muy difíciles de aplicar, y en experimentación. Reducir las tensiones acumuladas en las rocas: provocar pequeños seísmos, inyección de fluidos en fallas activas (lubricación), extracción de aguas subterráneas. Riesgos geológicos internos