Historia de La Sismología

1TerremotosTerremotosProfesor Profesor JhonJhon Jairo Snchez A.Jairo Snchez A.

Departamento de Departamento de GeocienciasGeocienciasUniversidad Nacional de ColombiaUniversidad Nacional de Colombia

ResumenResumen Introduccin: Introduccin:

Mitos, leyendas: Los terremotos y sus causas.Mitos, leyendas: Los terremotos y sus causas.Historia de la sismologa Historia de la sismologa Donde ocurren los terremotos?Donde ocurren los terremotos? El tamao de los terremotos: Escalas de Magnitud.El tamao de los terremotos: Escalas de Magnitud. Que son los megaQue son los mega--terremotos?terremotos?

Donde y cuando han ocurrido.Donde y cuando han ocurrido. Caractersticas y efectos: Ciencia y Sociedad.Caractersticas y efectos: Ciencia y Sociedad.

Donde y cuando han ocurrido otros terremotos grandes?Donde y cuando han ocurrido otros terremotos grandes? Ciencia y ficcin acerca de los terremotos.Ciencia y ficcin acerca de los terremotos.

MitosMitos--LeyendasLeyendasJapn: Las islas japonesas descansan sobre el lomo de un pez gato gigante, o namazu. Hay un semi-dios (demigod o daimyojin) que sostiene un objeto pesado sobre la cabeza del namazu para evitar que se mueva. De vez en cuando, sin embargo, el daimyojin se distrae, namazu se mueve, y la tierra tiembla.Pero muchas otras culturas tienen leyendas asociadas a los terremotos

MitosMitos--LeyendasLeyendas

http://msnucleus.org/membership/html/jh/earth

Mxico: el diablo hace enormes rasguos en la Tierra desde adentro. El diablo y sus compinches usan las grietas cuando necesitan subir a causar problemas y conmocin en la Tierra.

MitosMitos--LeyendasLeyendas

Africa Occidental: La Tierra est apoyada en una montaa enorme, por otro lado es sostenida por un gigante. La esposa del gigante sostiene el cielo. La Tierra tiembla cuando el gigante se detiene a darle un abrazo a su esposa.


MitosMitos--LeyendasLeyendasIndia: La Tierra es sostenida por cuatro elefantes, los cuales estn parados sobre una tortuga. La tortuga se balancea sobre una cobra. Cuando alguno de los animales se mueve, la Tierra tiembla y se sacude.

*Una leyenda es una explicacin tradicional acerca de unfenmeno natural. Las leyendas surgen cuando no hayexplicaciones cientficas disponibles.


2Historia de la sismologaHistoria de la sismologaLos antiguosLos antiguos

Edad de bronce: Centros culturales como Megiddocolapsaron en un lapso de ~50 aos, quiz influenciado por una secuencia de sismos.Entonces, los sismos eran prevalentes. Qu se pensaba acerca de ellos?

Historia de la sismologaHistoria de la sismologaLos antiguosLos antiguos

Edad de bronce: Centros culturales como Megiddocolapsaron en un lapso de ~50 aos, quiz influenciado por una secuencia de sismos.Entonces, los sismos eran prevalentes. Qu se pensaba acerca de ellos?


Aristteles: Los sismos son producidos por colisiones de vientos subterrneos. Describe esto en su Meteorolgica ~340 AC.El modelo de viento/gas prevaleci en algunas regiones hasta ~1700s!!


Con frecuencia la naturaleza enferma se derrama en erupciones extraas: muchas veces la tierra repleta sufre de un tipo de clico presionada e irritada al encarcelar viento indomable dentro de su vientre, el cual en su esfuerzo por expandirse, sacude la vieja bruja Tierra y derrumba campanarios y torres antiguas

Traducido de King Henry IV, pt 1, act 3, sc 1.Diseased nature oftentimes breaks forthIn strange eruptions: oft the teeming earthIs with a kind of colic pinchd and vexdBy the imprisoning of unruly windWithin her womb which for enlargement strivingShakes the old beldam earth and topples downSteeples and moss grown towers.

King Henry IV, pt 1, act 3, sc 1.

Historia de la sismologaHistoria de la sismologaOrienteOriente

China: Primer sismocopio construido por Zhang Heng en 132 AC.Los Chinos han mantenido documentacin de cada sismo moderado a grande desde 780 ACJapn: El catlogo Japons de sismos est completo desde 1600, menos completo desde 416 DC. Houfeng didong yi, instrumento para medir los vientos estacionales y

movimientos de la Tierra.

Historia de la sismologaHistoria de la sismologaOccidenteOccidente

La mayora de ciencia occidental se desarrollaba en regiones ssmicamente inactivas, por lo que la sismologa present un lento avance en occidente.En 1676 este fsico Ingls public un tratado titulado The True Theory of Elasticity or Springiness, con el siguiente anagrama en el ttulo: CEIIOSSOTTUU: Ut Tensio, Sic Uis, (entre ms extensin, ms fuerza). Hoy se plantea de la siguiente manera esfuerzo es proporcional a la deformacin y se llama la Ley de Hooke, la cual es la primera formulacin matemtica fundamental en sismologa moderna.

Robert Hooke (1635 1703).http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/PictDisplay/Hooke.html

3Historia de la sismologaHistoria de la sismologaOccidenteOccidente

En Noviembre 1, 1755, ocurri un terremoto grande bajo el ocano atlntico, 200 km al SW de Lisboa (Portugal). La ciudad (con > 250,000 habitantes) fue sacudida durante ~10 minutos. Aprox. 30 minutos despus un tsunami inund el ro Targus, que corre por el centro de la ciudad. El terremoto de Lisboa, que caus la muerte de > 70,000 fue el primer evento de esta naturaleza estudiado cientficamente. El astrnomo John Mitchell propuso que la sacudida fue causada por propagacin de ondas desde una fuente lejana y que las ondas eran muy similares a aquellas producidas por el sonido en el aire. Estim la velocidad de las ondas en ~ 500 m/s.

Ilustracin de un libro (Hartwig, 1887). La vista es desde la orilla derecha del ro Tagus, mirando al occidente. Se expresan manifestaciones del terremoto de manera muy convincente: Grandes movimientos de masas de agua, barcos que se hunden, casas que colapsan frente a la orilla del ro, y multitudes que tratan de escapar en pnico.http://nisee.berkeley.edu/lisbon/




Sebastiao de Carvalho e Melo, Marqus de Pombal y ministro del rey Jos I de Portugal tenia una actitud pragmtica. De acuerdo a la leyenda, el dijo, enterramos a los muertos y curamos los vivos, y se puso a trabajar:

Dise el rea central de Lisboa para ser sismoresistente. Dirigi la construccin de modelos arquitectnicos para pruebas y simul los effectos del terremoto con marchas de tropas cerca a los modelos.

Los edificios y plazas del centro Pombalino de Lisboa son las primeras edificaciones en el mundo a prueba de sismos y son una atracin turstica. El Marqus de Pombal hizo una contribucin significativa al estudio de la sismologa diseando un cuestionario que envi a cada parroquia en Portugal. El cuestionario preguntaba acerca de rplicas, duracin de sacudida, daos a edificaciones, comportamiento de animales antes del sismo, y nivel de agua en pozos. Las respuestas a este cuestionario le dieron a los cientficos portugueses modernos los datos para la construccin precisa de modelos del sismo.

Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XIXEl siglo XIX

Durante los 1800s se desarroll parte de la teora de sismologa:

1821-22: Navier y Cauchy proponen las ecuaciones de elasticidad

Claude Louis Marie Henri Navier (1785 1836)

Augustin Louis Cauchy(1789 - 1857)



1830: Poisson calcula que dos tipos de ondas viajan a travs de slidos homogneos (ondas P y S)

Simon Denis Poisson1781 - 1840

4Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XIXEl siglo XIX


1859: Robert Mallet asocia a los sismos con la ruptura y pulverizado de capas rocosas unas con otras

Robert Mallet (1810-1881)



1883: G. K. Gilbert asocia a los terremotos con fallas geolgicas (!)

Grove Karl Gilbert(1843-1918)

Gilbert fue uno de los fundadores del U.S.G.S en 1879 y fue el primer jefe de esta institucin (1889-1892). Gilbert hizo contribuciones en los campos de tectnica, hydrologa, glaciologa, terremotos, y mtodos geolgicos. Es considerado uno de los ms distinguidos gelogos Americanos.



1887: Lord Rayleigh demuestra la existencia de un tipo de ondas en la superficie libre de cuerpos (ondas superficiales)

John William Strutt (Lord Rayleigh)(1842 1919)

Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XXEl siglo XX

El terremoto de San Francisco, CA, Abril 18, 1906.

Fue el terremoto ms grande (M 8.3) en Estados Unidos en el

siglo XX. Los estimados recientes indican que ~ 3,000

personas perdieron la vida durante el terremoto y subsecuente

incendio. En trminos de dlares de la poca, los daos

ascendieron a 24 millones por el terremoto y 350 millones por

el incendio. El incendio destruy 28,000 edificaciones en un

rea de 520 manzanas en San Francisco. Docenas de

sismgrafos alrededor del mundo reistran este sismo.




1906: H. F. Reid observa las dislocaciones en el suelo producidas durante el terremoto de 1906 en San Francisco (CA, USA) para desarrollar la teora del

rebote elstico.

Harry Fielding Reid(1859 1944)

5Historia de la sismologaHistoria de la sismologaEl siglo XXEl siglo XX


1911: A. E. H. Love demuestra la existencia de ondas cortas en la corteza de la Tierra (ondas superficiales)

Augustus Edward Hough Love (1863 1940)

Historia de la sismologaHistoria de la sismologaInstrumentacinInstrumentacin

1856-1875: Se desarrollan los primeros sismmetros que detectan y registran vibraciones de terremotos. Aparatos fueron construdos por Filippo Cecchi, y Luigui Palmieri en Italia.

Poleas de marfil que se movan slo en una direccin registraban en tamao mximo de las oscilaciones

Resorte helicoidal que reacciona al movimiento vertical del sismo

Circuito elctrico que se cierra cuando la punta de platino toca el disco de mercurio abajo.

Tubos en forma de U llenos de mercurio hacen contacto con alambres de platino sostenidos justo encima del lquido

Alambre del pndulo que registra la direccin de movimiento

El mximo tamao de onda es registrado aqu

Peso del pndulo

El registro de un sismgrafo Cecchi en Moncalieri, Italia, en February 23, 1887.USGS


1889: El primer registro distante de un terremoto (sismo en Japn, registrado en Alemania)

(Nature, 40, 1889, p. 295)


1892: John Milne lidera el desarrollo del primer sismmetro porttil. Comienza la era de la sismologa global.

John Milne (1850 1913)

http://www.asc1996.com/history1.htm


John Milne (1850 1913)

USGS

Detalles del sismgrafo horizontal de Milne (midificado deMilne, 1898a). La luz de L es reflejada por M, a travs de la interseccin de dos ranuras cruzadas, sobre papel fotogrfico. Abajo: vista en planta del instrumento con su cubierta exterior removida. T es un alambre flexible que sostiene la varilla. El peso W est pivotado en la varilla.


6Historia de la sismologaHistoria de la sismologaInstrumentacinInstrumentacin

Avances posteriores (ms recientes):Desarrollo de instrumentos digitales.Desarrollo de sismmetros de fondo ocenico (OBS)Desarrollo de instrumentos de banda ampliaInternet

Avances en poder computacional

Historia de la sismologaHistoria de la sismologaDescubrimientosDescubrimientos

1906: Richard Oldham descubre el ncleo de la tierra.

El Gelogo Irlands R. Oldham (1858 1936) descubri que las ondas ssmicas que pasaban a travs del centro de la Tierra se movan mucho ms lentamente que en el manto circudante; y dedujo el hecho de que la Tierra tiene un ncleo diferente.


1909: A. Mohorovicic descubre la discontinuidad hoy llamada Moho.

Andrija Mohorovii(1850 1913)


1935: C. Richter desarrolla la Escala de Richter para medir la magnitud de los terremotos en el Sur de California.

Charles Francis Richter(1900 1985)


1936: I. Lehman descubre el ncleo interior.

Inge Lehman(1888 1993)


1946: Primera explosin nuclear registrada por sismgrafos.

1969: Sismmetros en la luna.

7Historia de la sismologaHistoria de la sismologaDescubrimientosDescubrimientos

1966: K. Aki, formula para el momento ssmico. M0 = DS

1977: H. Kanamori, frmula para la magnitud de momento, MW.

Keiiti Aki(1930 2005)

Hiroo Kanamori(1936 ) 73.105.1

log 0=

MMW


1996: Se establece el CTBT, necesidad de monitoreo ssmico global para verificar cumplimiento del tratado de no pruebas nucleares.


Avances impulsados por terremotos:Rebote elstico: San Francisco, 1906Ingeniera: Lisboa, 1755; Tokio, 1923Modos normales de la Tierra: Chile, 1960Prediccin (?): China, Haicheng, 1975Amplificacin: Mxico, 1985.Riesgo $$: Northridge, 1994.Ms ingeniera: Kobe, 1995Sismicidad provocada, directividad: Denali, Alaska, 2002Tsunamis, ondas de largo perodo: Sumatra, 2004Hait, Chile (2010), Japn (2011).

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