En sismología , una ruptura sísmica es la extensión del deslizamiento que se produce durante un terremoto en la corteza terrestre . Los terremotos ocurren por muchas razones que incluyen: deslizamientos de tierra, movimiento de magma en un volcán, la formación de una nueva falla o, lo más común de todo, un deslizamiento en una falla existente. [1]
Un terremoto tectónico comienza con una ruptura inicial en un punto de la superficie de la falla, un proceso conocido como nucleación. La escala de la zona de nucleación es incierta, con algunas evidencias, como las dimensiones de ruptura de los terremotos más pequeños, que sugieren que es menor de 100 m, mientras que otras evidencias, como un componente lento revelado por los espectros de baja frecuencia de algunos terremotos, sugieren que es mayor. [2] La posibilidad de que la nucleación involucre algún tipo de proceso de preparación está respaldada por la observación de que aproximadamente el 40% de los terremotos son precedidos por temblores previos . Sin embargo, algunos terremotos grandes, como el terremoto de 8,6 grados de magnitud en India y China de 1950 , [3] no tienen temblores previos y sigue sin estar claro si simplemente causan cambios de tensión o son simplemente el resultado de tensiones crecientes en la región del temblor principal. [4]
Una vez iniciada la ruptura, comienza a propagarse a lo largo de la superficie de la falla. La mecánica de este proceso no se conoce bien, en parte porque es difícil recrear las altas velocidades de deslizamiento en un laboratorio. Además, los efectos del fuerte movimiento del suelo hacen que sea muy difícil registrar información cerca de una zona de nucleación. [2]
Después de la nucleación, la ruptura se propaga desde el hipocentro en todas las direcciones a lo largo de la superficie de la falla. La propagación continuará mientras haya suficiente energía de deformación almacenada para crear una nueva superficie de ruptura. Aunque la ruptura comienza a propagarse en todas las direcciones, a menudo se vuelve unidireccional, con la mayor parte de la propagación en una dirección principalmente horizontal. Dependiendo de la profundidad del hipocentro, el tamaño del terremoto y si la falla se extiende hasta esa distancia, la ruptura puede alcanzar la superficie del suelo, formando una ruptura superficial . La ruptura también se propagará por el plano de falla, en muchos casos alcanzando la base de la capa sismogénica , debajo de la cual la deformación comienza a volverse más dúctil por naturaleza. [2]
La propagación puede tener lugar en una sola falla, pero en muchos casos la ruptura comienza en una falla antes de saltar a otra, a veces repetidamente. El terremoto de Denali de 2002 se inició en una falla inversa , la falla del glaciar Sutsina, antes de saltar a la falla de Denali durante la mayor parte de su propagación antes de finalmente saltar nuevamente a la falla de Totschunda . La ruptura del terremoto de Kaikōura de 2016 fue particularmente compleja, con rupturas superficiales observadas en al menos 21 fallas separadas. [5]
Algunas rupturas simplemente agotan la energía almacenada suficiente, lo que impide una mayor propagación. [2] Esto puede ser el resultado de la relajación de la tensión debido a un terremoto anterior en otra parte de la falla o porque el siguiente segmento se mueve por deslizamiento asísmico , de modo que la tensión nunca se acumula lo suficiente como para soportar la propagación de la ruptura. En otros casos, existe una fuerte evidencia de barreras persistentes a la propagación, lo que da un límite superior a la magnitud del terremoto. La longitud de la ruptura se correlaciona con la magnitud del terremoto y varía desde un orden de magnitud de kilómetros en los dígitos de un solo dígito para un terremoto de magnitud 5-6 hasta cientos de kilómetros para terremotos más fuertes (magnitud 7-9), aunque la correlación no es exacta y existen valores atípicos. [6]
La mayoría de las rupturas se propagan a velocidades en el rango de 0,5 a 0,7 de la velocidad de la onda de corte , y solo una minoría de las rupturas se propagan significativamente más rápido o más lento que eso.
El límite superior de la propagación normal es la velocidad de las ondas de Rayleigh , 0,92 de la velocidad de la onda de corte, típicamente alrededor de 3,5 km por segundo. Las observaciones de algunos terremotos indican que las rupturas pueden propagarse a velocidades entre la velocidad de la onda S y la velocidad de la onda P. Estos terremotos de supercizallamiento están todos asociados con el movimiento de deslizamiento de rumbo. La ruptura no puede acelerar a través del límite de la onda de Rayleigh, por lo que el mecanismo aceptado es que la ruptura de supercizallamiento comienza en una ruptura "hija" separada en la zona de alta tensión en la punta de la ruptura principal que se propaga. [7] Todos los ejemplos observados muestran evidencia de una transición a supercizallamiento en el punto donde la ruptura salta de un segmento de falla a otro.
La propagación de ruptura más lenta de lo normal está asociada con la presencia de material relativamente débil mecánicamente en la zona de falla. Este es particularmente el caso de algunos terremotos de megathrust , donde la velocidad de ruptura es de aproximadamente 1,0 km por segundo. Estos terremotos de tsunami son peligrosos porque la mayor parte de la liberación de energía ocurre a frecuencias más bajas que los terremotos normales y carecen de los picos de actividad de ondas sísmicas que alertarían a las poblaciones costeras de un posible riesgo de tsunami. Típicamente, la magnitud de la onda superficial para un evento de este tipo es mucho menor que la magnitud del momento ya que la primera no captura la liberación de energía de longitud de onda más larga. [8] El terremoto de Sanriku de 1896 pasó casi desapercibido, pero el tsunami asociado mató a más de 22.000 personas.
Las rupturas extremadamente lentas se producen en una escala de tiempo de horas a semanas, dando lugar a terremotos lentos . Estas rupturas muy lentas ocurren a mayor profundidad que la zona bloqueada donde ocurren rupturas sísmicas normales en los mismos megathrusts. [9]
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