El epicentro ( / ˈ ɛ p ɪ ˌ s ɛ n t ər / ), epicentro o epicentro [1] en sismología es el punto en la superficie de la Tierra directamente sobre un hipocentro o foco , el punto donde se origina un terremoto o una explosión subterránea.
El objetivo principal de un sismómetro es localizar los puntos de inicio de los epicentros de los terremotos. El objetivo secundario, determinar el "tamaño" o magnitud, debe calcularse después de conocer la ubicación precisa. [ cita requerida ]
Los primeros sismógrafos fueron diseñados para dar una idea de la dirección de los primeros movimientos de un terremoto. El sismógrafo chino con forma de rana [2] habría dejado caer su bola en la dirección general del terremoto, suponiendo un pulso positivo fuerte. Ahora sabemos que los primeros movimientos pueden darse en casi cualquier dirección, dependiendo del tipo de ruptura iniciadora ( mecanismo focal ). [3]
El primer perfeccionamiento que permitió determinar con mayor precisión la ubicación fue el uso de una escala de tiempo . En lugar de simplemente anotar o registrar los movimientos absolutos de un péndulo , los desplazamientos se representaron en un gráfico móvil, impulsado por un mecanismo de reloj . Este fue el primer sismograma , que permitió cronometrar con precisión el primer movimiento del suelo y trazar con precisión los movimientos posteriores.
Desde los primeros sismogramas, como se ve en la figura, se observó que la traza se dividía en dos grandes porciones. La primera onda sísmica en llegar fue la onda P , seguida de cerca por la onda S. Conociendo las 'velocidades de propagación' relativas, fue sencillo calcular la distancia del terremoto. [4]
Un sismógrafo daría la distancia, pero ésta podría representarse como un círculo, con un número infinito de posibilidades. Dos sismógrafos darían dos círculos que se intersectan, con dos posibles ubicaciones. Sólo con un tercer sismógrafo habría una ubicación precisa.
La localización moderna de terremotos todavía requiere un mínimo de tres sismómetros. Lo más probable es que haya muchos, formando un conjunto sísmico. El énfasis está en la precisión, ya que se puede aprender mucho sobre la mecánica de fallas y el peligro sísmico , si se puede determinar que las ubicaciones están dentro de un kilómetro o dos, para terremotos pequeños. Para esto, los programas informáticos utilizan un proceso iterativo, que implica un algoritmo de "conjetura y corrección". [5] Además, se requiere un muy buen modelo de la estructura de velocidad de la corteza local : las velocidades sísmicas varían con la geología local. Para las ondas P, la relación entre la velocidad y la densidad aparente del medio se ha cuantificado en la relación de Gardner .
Antes del período instrumental de observación de terremotos, se pensaba que el epicentro era el lugar donde se producía el mayor daño, [6] pero la ruptura de la falla subterránea puede ser larga y propagar el daño superficial por toda la zona de ruptura. Como ejemplo, en el terremoto de magnitud 7,9 de Denali de 2002 en Alaska , el epicentro estaba en el extremo occidental de la ruptura, pero el mayor daño se produjo a unos 330 km (210 mi) de distancia en el extremo oriental. [7] Las profundidades focales de los terremotos que ocurren en la corteza continental varían principalmente de 2 a 20 kilómetros (1,2 a 12,4 mi). [8] Los terremotos continentales por debajo de los 20 km (12 mi) son raros, mientras que en la zona de subducción los terremotos pueden originarse a profundidades superiores a los 600 km (370 mi). [8]
Durante un terremoto, las ondas sísmicas se propagan en todas las direcciones desde el hipocentro. La sombra sísmica se produce en el lado opuesto de la Tierra desde el epicentro del terremoto porque el núcleo externo líquido del planeta refracta las ondas longitudinales o compresivas ( ondas P ) mientras que absorbe las ondas transversales o de corte ( ondas S ). Fuera de la zona de sombra sísmica, se pueden detectar ambos tipos de ondas, pero debido a sus diferentes velocidades y trayectorias a través de la Tierra, llegan en diferentes momentos. Al medir la diferencia de tiempo en cualquier sismógrafo y la distancia en un gráfico de tiempo de viaje en el que la onda P y la onda S tienen la misma separación, los geólogos pueden calcular la distancia al epicentro del terremoto. Esta distancia se llama distancia epicentral , comúnmente medida en ° (grados) y denotada como Δ (delta) en sismología. La regla empírica de Láska proporciona una aproximación de la distancia epicentral en el rango de 2 000 − 10 000 km.
Una vez calculadas las distancias desde el epicentro desde al menos tres estaciones de medición sismográfica, se puede localizar el punto mediante trilateración .
La distancia epicentral también se utiliza para calcular magnitudes sísmicas según lo desarrollado por Richter y Gutenberg . [9] [10]
El punto en el que comienza el deslizamiento de la falla se denomina foco del terremoto. [8] La ruptura de la falla comienza en el foco y luego se expande a lo largo de la superficie de la falla. La ruptura se detiene donde las tensiones se vuelven insuficientes para continuar rompiendo la falla (porque las rocas son más fuertes) o donde la ruptura ingresa al material dúctil. [8] La magnitud de un terremoto está relacionada con el área total de su ruptura de falla. [8] La mayoría de los terremotos son pequeños, con dimensiones de ruptura menores que la profundidad del foco, por lo que la ruptura no rompe la superficie, pero en terremotos destructivos de alta magnitud, las rupturas superficiales son comunes. [8] Las rupturas de fallas en grandes terremotos pueden extenderse por más de 100 km (62 mi). [8] Cuando una falla se rompe unilateralmente (con el epicentro en o cerca del final de la ruptura de la falla), las ondas son más fuertes en una dirección a lo largo de la falla. [11]
El epicentro macrosísmico es la mejor estimación de la ubicación del epicentro obtenida sin datos instrumentales. Puede estimarse utilizando datos de intensidad, información sobre temblores previos y réplicas, conocimiento de los sistemas de fallas locales o extrapolaciones de datos sobre terremotos similares. En el caso de terremotos históricos que no se han registrado instrumentalmente, solo se puede proporcionar un epicentro macrosísmico. [12]
La palabra deriva del sustantivo neolatino epicentrum , [13] la latinización del antiguo adjetivo griego ἐπίκεντρος ( epikentros ), "que ocupa un punto cardinal, situado en un centro", [14] de ἐπί ( epi ) "en, sobre, en" [15] y κέντρον ( kentron ) "centro". [16] El término fue acuñado por el sismólogo irlandés Robert Mallet . [17]
También se utiliza para significar "centro de actividad", como en "Los viajes están restringidos en la provincia china que se cree que es el epicentro del brote de SARS". [18] [19] Garner's Modern American Usage ofrece varios ejemplos de uso en los que "epicentro" se utiliza para significar "centro". Garner también hace referencia a un artículo de William Safire en el que Safire cita a un geofísico que atribuye el uso del término a "la erudición espuria por parte de los escritores combinada con el analfabetismo científico por parte de los editores de textos". [20] Garner ha especulado que estos usos incorrectos pueden ser simplemente "descripciones metafóricas de puntos focales de entornos inestables y potencialmente destructivos". [21]
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