Fundamentos de Geofísica: Fuerzas, Sismos y Estructura de la Tierra

Conceptos Fundamentales de Fuerza

La fuerza es una acción que puede ejercer un objeto, un planeta o una persona, la cual provoca un movimiento y deformaciones. Es una cantidad vectorial, lo que significa que posee módulo, sentido y dirección. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Newton (N), definido como: 1 N = 1 kg · m/s².

Dinámica del Movimiento

• Movimiento: Genera una aceleración.
• Fórmula fundamental: F = m × a
• Equivalencia: 1 Newton = 1 kg · m/s²
• Instrumento de medición: Para medir fuerzas se necesita un dinamómetro.

Ley de Hooke

Establece que existe una relación proporcional entre la fuerza aplicada sobre un resorte y la elongación que este experimenta.

• F: Fuerza (N)
• K: Constante de elasticidad (N/m)
• Δx: Elongación (m)

Fórmulas Derivadas:

• F = K × Δx (Elongación)
• K = F / Δx (Elongación)
• Δx (Elongación) = F / K

El Poder de la Naturaleza: Sismos

Un sismo corresponde al proceso de generación de ondas y su posterior propagación por el interior de la Tierra. Generalmente, es producto de un choque de placas tectónicas.

Definiciones Clave

• Onda: Perturbación que tiene la capacidad de propagarse.
• Hipocentro: Lugar en el interior de la Tierra donde se produce la rotura o falla.
• Epicentro: El punto de la superficie terrestre situado verticalmente sobre el hipocentro. Es también donde se percibe el sismo primero y con mayor intensidad.

Tipos de Ondas Sísmicas

Ondas de Cuerpo

• Ondas P (Primarias): Ondas longitudinales; se transmiten tanto en medios sólidos como líquidos.
• Ondas S (Secundarias): Ondas transversales; se transmiten únicamente en medios sólidos.

Ondas Superficiales

Al llegar a la superficie, las ondas P y S originan ondas superficiales:

• Ondas Love: Producen un movimiento de corte horizontal perpendicular a la dirección de propagación.
• Ondas Rayleigh: Presentan un movimiento elíptico similar a las olas del mar.

Escala de Richter

La energía liberada en un sismo es medida por una escala logarítmica que determina la magnitud del evento sísmico.

Modelos de la Estructura Terrestre

Modelo Estático: Composición Química

• Corteza: Capa más externa de la Tierra; se divide en corteza continental y corteza oceánica.
• Manto: Corresponde al 82% del volumen de la Tierra. Está constituido por minerales y se divide en manto superior e inferior (capa intermedia).
• Núcleo: Compuesto principalmente por hierro y níquel. En el núcleo ocurre la desintegración radiactiva de algunos elementos pesados.

Modelo Dinámico: División Física

• Litosfera: Capa rígida y fría que comprende la corteza y parte del manto superior.
• Astenosfera: Compuesta por rocas sólidas que, debido a las condiciones de presión y temperatura, pueden deformarse y tienen la capacidad de fluir.
• Mesosfera: Capa gruesa y rígida situada bajo la astenosfera.
• Núcleo:
  • Núcleo Externo: Se encuentra en estado líquido.
  • Núcleo Interno: Se encuentra en estado sólido.