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Espacio Campus ETS

El papel del gas Radón como precursor sísmico

Luis Manuel de la Flor

11 de noviembre de 2014
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La teoría tectónica de placas

La Tectónica de placas es una teoría geológica que sostiene que la litosfera terrestre se divide en numerosas placas rígidas, interaccionando entre sí en un desplazamiento que ha existido durante miles de millones de años.

Mapa de placas tectónicas

Mapa de las placas tectónicas. Fuente: Wikimedia

Numerosos han sido los científicos que han participado en su origen, entre los que destacan, Harry Hammond Hess, Frederick John Vine y Drummond Matthews. Nacida en la década de los 60, la Teoría tectónica de placas contempla la hipótesis de la deriva continental junto con la de expansión del fondo oceánico.

La hipótesis de la deriva continental fue propuesta por el meteorólogo y geofísico alemán Alfred Lothar Wegener en 1915. Con esta hipótesis defendía el desplazamiento de los continentes desde el supercontinente, conocido como Pangea, hasta la distribución actual de los mismos. Es decir, Wegener puede ser considerado como el precursor de la Teoría tectónica de placas.

Por otro lado, la teoría de expansión del fondo oceánico fue desarrollada por Harry Hammond Hess, geólogo estadounidense, el cual exponía la idea de que dicha expansión ocurre en las dorsales oceánicas, donde se forma nueva corteza oceánica mediante la actividad de las fosas centriculares y el movimiento gradual del fondo alejándose de la dorsal. Por tanto, Hess fundamenta la hipótesis de Wegener.

El origen de los sismos

Un sismo o terremoto es un fenómeno de sacudida brusca y temporal, causado por la intensa liberación de energía acumulada durante un largo tiempo.

El origen de esta energía liberada está en la interacción de las placas tectónicas. Durante la interacción de las placas se producen movimientos de fricción entre ellas, dando lugar a grandes esfuerzos en los materiales. Cuando se vence la fuerza de fricción, se produce la ruptura o fragmentación de alguna de las placas involucradas y la energía es liberada en forma de ondas produciendo pérdidas humanas o materiales como derrumbamientos, agrietamientos, etc.

Terremoto en Christchurch, 2010

Terremoto en Christchurch, 2010. Autor: Alistair Paterson

El gas Radón como precursor sísmico

La predicción sísmica consiste en la predicción de que un terremoto de una magnitud específica ocurrirá en un lugar particular en un determinado momento. La Sismología, desde sus inicios como ciencia moderna, ha tenido como objetivos permanentes la predicción sísmica y, en concreto, los precursores sísmicos.

La Asociación Internacional de Sismología y Física del Interior de la Tierra (IASPEI) sugirió en 1989 la elaboración de una lista de fenómenos candidatos a ser considerados como precursores y su selección de acuerdo con los siguientes criterios:

  1. La anomalía observada debe tener relación con la deformación, el esfuerzo o algún mecanismo tectónico que conduzca al terremoto.
  2. Debe ser observada al mismo tiempo en dos o más instrumentos o en dos o más lugares.
  3. Su amplitud debe guardar relación con la distancia al lugar del posible terremoto.
  4. El tamaño relativo de la zona peligrosa respecto del total de la zona estudiada debe satisfacer determinados criterios para que el método sea aceptable.

Entre los distintos precursores propuestos se encuentra el gas Radón. Según la actividad entre placas tectónicas previa a un terremoto, se producirá una menor o mayor fluencia de gas Radón desde las profundidades de la Tierra hasta la superficie y, luego, se dirigirá a la atmósfera. La forma en la que se puede aprovechar la presencia de este gas es a través del estudio de su influencia sobre las condiciones normales en las que se encuentra la atmósfera terrestre. Concretamente, sobre la conductividad eléctrica de la misma.

La atmósfera terrestre se divide en varias capas, siendo la ionosfera la capa objeto de estudio.

Capas de la atmósfera terrestre

Capas de la atmósfera terrestre. Fuente: Wikimedia

La ionosfera se encuentra ubicada, entre los 80-90 Km. hasta los 550-600 Km. de altura sobre la superficie de la Tierra, aunque es variable según autores. Es una capa ionizada debido a la radiación solar, pudiendo alcanzar temperaturas próximas a los 1.500 ºC.

Dentro de la ionosfera existen varias subcapas, las cuales se ven representadas en el gráfico anterior. Estas capas se denominan D, E y F. La influencia sobre las capas D y E (baja ionosfera) se basa en la emisión de partículas radiactivas provenientes del gas Radón. Éstas provocan la ionización de las partículas neutras de la atmósfera dando lugar a la aparición de conductividad eléctrica en dicha región que interacciona con la ionosfera en condiciones normales. Por tanto, se obtendrían en las mediciones fuertes variaciones del campo electrostático vertical (EZ) en la superficie terrestre antes de la ocurrencia de un terremoto de gran magnitud. Algunos autores defienden que la anomalía de EZ puede alcanzar valores en torno a 1000. Estos efectos no se limitan a la baja ionosfera (capa D y E), sino que se propagan de diferentes modos hasta zonas superiores, es decir, la capa F. Cuando se alcanza la capa F, el aumento de gas Radón se traduce en la aparición del Efecto Joule (causado por la propagación del campo eléctrico que penetra en la ionosfera) y de ondas gravitatorias (inducidas por el Efecto Joule).

Hay algunos países en los que los terremotos tienen un alto índice de frecuencia, por lo que poseen una alerta temprana de terremotos. Este sistema consiste en un conjunto de acelerómetros, procedimientos de comunicación y alarmas, diseñados para la notificación prematura de fenómenos sísmicos. De este modo, si el gas Radón se implantara como método predictivo generalizado, ayudaría a un uso más eficaz de la alerta temprana de terremotos y con esto, una mayor rapidez en la puesta en marcha de los protocolos de emergencia.

Bibliografía

  • McCann, W.R. et al. (1979). Seismic gap and plate tectonics: Seismic potential for major boundaries.
  • Rincon, P. (2008). Plan for quake warning system. BBC News.
  • M. Herraiz et al. (2000). Una aproximación crítica a la propuesta de fenómenos ionosféricos como precursores sísmicos. Física de la Tierra, 12, 319-333.
  • Lighthill, J. (1996). Critical Review of VAN, Earthquake Prediction from Seismic Electrical Signals. World Scientific, Singapore.
  • International Association of Seismology and Physics of the Earth’s Interior (IASPEI). Meetings and Reports.
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