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3º Secundaria CyT
Curso: 3º Secundaria CyT > Unidad 10
Lección 3: Ondas sismicasLas ondas sísmicas
Las ondas S y las ondas P. Creado por Sal Khan.
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Transcripción del video
En este vídeo hablaremos sobre las ondas sísmicas.
En primer lugar porque son interesantes por sí mismas, pero también son muy útiles para averiguar
cuál es la composición real de la Tierra. Has visto el video sobre las capas de
la Tierra, y las ondas sísmicas son cruciales para comprender cómo se descubrieron
y cuáles son las diferentes capas de la Tierra. Y para aclararlo, las ondas sísmicas, se asocian
normalmente con los terremotos, pero son cualquier onda que viaja a través de la Tierra.
Pueden ser debidas a un terremoto, o simplemente a cualquier tipo de explosión,
o cualquier cosa que empiece a enviar energía a través de la roca en la Tierra,
realmente a través de la propia Tierra. Ahora, hay dos tipos fundamentalmente
diferentes de ondas sísmicas y vamos a centrarnos en una más que en la otra. Unas son las ondas superficiales y
las otras son las ondas de cuerpo. Ahora, las ondas superficiales son las
que literalmente viajan a través de la superficie de algo, en este caso, estamos
hablando de la superficie del suelo. Y esto que tenemos aquí es una representación
de las ondas superficiales, en realidad son más análogas al tipo de ondas que normalmente
asociamos con la superficie del agua. Y hay dos tipos de ondas superficiales,
las ondas de Rayleigh, y las ondas de Love. No vamos a entrar en muchos detalles,
pero se puede ver que las ondas de Rayleigh son el tipo de ondas del suelo
que se mueve hacia arriba y hacia abajo. Aquí el suelo se está moviendo hacia arriba, aquí
se está moviendo hacia abajo, aquí se mueve hacia arriba, aquí se mueve hacia abajo. Se pueden
ver como una especie de balanceo del suelo. Las ondas de Love se desplazan en el
suelo a la izquierda y a la derecha. Así que aquí no se está moviendo
hacia arriba y hacia abajo, pero se está moviendo a la izquierda, si observas
la dirección del movimiento de la onda. Aquí se está moviendo a la derecha.
Aquí se está moviendo a la izquierda. Aquí se está moviendo a la derecha.
En ambos casos, el movimiento de la onda superficial es perpendicular
a la dirección del movimiento. Así que a veces a estas ondas se les
llama ondas transversales y son análogas, como he dicho, a las ondas que vemos en el agua. Ahora, hay algo más interesante y son las
ondas de cuerpo, porque en primer lugar, son las ondas que se mueven más rápido y también son las ondas que se utilizan para
conocer la estructura de la Tierra. Así que las ondas de cuerpo tienen dos variedades, las ondas P, u ondas primarias y
las ondas S, u ondas secundarias. Y están representadas justo aquí.
Es energía que se transfiere a través de un cuerpo, de modo que no sólo se
mueven a lo largo de la superficie. Y en este diagrama que obtuve de Wikipedia,
y creo que Wikipedia lo obtuvo del Servicio Geológico de los Estados Unidos, tenemos un
martillo que golpea alguna roca o algo así. Y se ve lo que sucede cuando el
martillo golpea este extremo de la roca, voy a hacer un acercamiento.
Digamos que tengo esta roca y la golpeo justo aquí con un martillo o algo así.
La roca que tiene el contacto con el martillo se va a comprimir inmediatamente,
esa roca se va a comprimir. Pero entonces esa energía va a provocar que las
moléculas choquen con las moléculas adyacentes. Y luego esas moléculas adyacentes van
a chocar con las moléculas de al lado, y luego van a chocar con las
moléculas que están justo al lado. Así que esta parte comprimida de roca
se va a mover a través de la onda. Estas moléculas están comprimidas,
y van a chocar con las moléculas adyacentes e inmediatamente después
la roca será más densa por aquí. Las primeras moléculas que fueron
golpeadas esencialmente chocarán con las que están por encima de ellas y
luego se moverán de vuelta a donde estaban. Así que ahora la compresión se habrá movido y
si avanzamos la compresión se habrá movido un poco hacia adelante, esencialmente
tienes esta onda de compresión. Golpeas aquí con el martillo y habrá una densidad cambiante que se mueve
en la misma dirección de la onda. En esta situación esta es la dirección
de la onda, y las moléculas están yendo y viniendo a lo largo del mismo eje. Van a
lo largo de la misma dirección de la onda. Estas son las ondas P, y las ondas P pueden viajar
a través del aire, las ondas sonoras son ondas de compresión, pueden viajar a través del líquido y
obviamente pueden viajar a través de los sólidos. En el aire viajarán más lentamente,
se mueven a la velocidad del sonido, 330 metros por segundo, que no es realmente
lento para los estándares humanos cotidianos. En un líquido se mueven alrededor
de 1,500 metros por segundo. Y luego en el granito, que es la mayor parte
del material de la corteza terrestre, se mueven a unos 5,000 metros por segundo. Voy a escribir eso, 5000 metros por segundo, o 5 kilómetros por segundo si
se mueven a través del granito. Ahora, voy a dibujar otro diagrama
ya que este es bastante pequeño. Si golpearas la roca con un martillo justo aquí,
lo que haría es que temporalmente empujaría toda la roca hacia acá, la deformaría un poco, y
eso tiraría un poco de la roca hacia atrás. Y entonces esta roca que está justo encima
sería lentamente arrastrada hacia abajo, mientras que esta roca que fue golpeada
inicialmente se moverá de nuevo hacia arriba. Así que si adelantas tal vez un milisegundo, la
siguiente capa de roca justo encima se deformará hacia la derecha y si sigues avanzando
la deformación se moverá hacia arriba. Y fíjate que una vez más, el
movimiento de la onda es hacia arriba. Pero ahora el movimiento del material
no va a lo largo del mismo eje que vimos con las ondas P o las ondas de compresión,
ahora se mueve perpendicularmente, ahora se mueve a lo largo de un eje perpendicular,
podríamos llamarla onda transversal. El movimiento de las partículas ahora es en un
eje perpendicular al movimiento real de las ondas. Y así son las ondas S, se mueven
un poco más lento que las ondas P. En un terremoto primero se ven las ondas P, y luego, a un 60% de la velocidad
de las ondas P se ven las ondas S. Ahora, es muy importante pensar, especialmente
desde el punto de vista de conocer la composición de la Tierra, que las ondas S sólo
pueden viajar a través de un sólido. Y podrían decir, que han visto
ondas transversales en el agua que se ven así pero recuerden
que esa es una onda superficial. Estamos hablando de ondas de cuerpo,
estamos hablando de cosas que realmente atraviesan el cuerpo de agua.
Y una manera de pensar en esto es que si tuviera un poco de agua por
aquí digamos que esto es una alberca, voy a dibujar una sección transversal de
agua, si tengo una sección transversal de agua justo aquí, vamos a pensar en
ello, y espero lo puedan entender. Si comprimiera parte del agua, si fuera a golpear
alguna parte del agua y comprimirla muy rápido, podría transmitir una onda P, porque
esas moléculas de agua chocarían con las moléculas de agua de al lado, que chocarían
con las moléculas de agua de al lado y así habría una onda de compresión, o una onda
P, moviéndose en la dirección de mi golpe. Tiene sentido que sean ondas P, lo mismo es
cierto con el aire o las ondas de sonido, pueden viajar a través de un líquido. Recuerda, estamos bajo el agua, no
estamos pensando en la superficie, estamos pensando en el movimiento
a través del cuerpo del agua. Digamos que golpeamos este lado del
pequeño volumen de agua con un martillo. Bueno, todo lo que haría es enviar una
onda de compresión en esa dirección. No permitiría que una onda transversal fuera
en esa dirección, porque el agua no tiene esta propiedad elástica donde si algo rebota
en esa dirección se regresa inmediatamente en esa dirección para ser arrastrado
hacia atrás como lo haría un sólido. Las ondas S sólo viajan a través de los sólidos.
Así que vamos a utilizar nuestra comprensión de las ondas P, que viajan a través
del aire, líquido o sólido, y nuestra comprensión de las ondas S para
averiguar cuál es la composición de la Tierra.