Ondas P y S

Las ondas sísmicas están causadas por la energía liberada cuando las rocas se fracturan bajo fuerzas de deformación. Existen cuatro tipos de ondas sísmicas, agrupadas en dos categorías: ondas internas y ondas superficiales.

Ondas internas

Las ondas P son las ondas sísmicas más rápidas y pueden atravesar cualquier material: sólido, líquido o gaseoso. Son ondas sonoras (u ondas acústicas), también llamadas ondas de compresión, ya que las rocas se comprimen y se estiran repetidamente antes de recuperar su forma original tras el paso de la onda.

Las ondas S son más lentas que las ondas P, pero siguen siendo más rápidas que las ondas superficiales. No pueden propagarse a través de líquidos o gases; por lo tanto, no pueden atravesar el núcleo externo de la Tierra, formado por metal fundido.

Ondas superficiales

Las ondas de Rayleigh y de Love se propagan paralelamente al suelo.

Son menos rápidas que las ondas internas, pero pierden su energía más lentamente. Las ondas de Rayleigh tienen un movimiento elíptico vertical y se describen habitualmente como un movimiento de balanceo, similar al que se siente en un barco. Las ondas de Love resultan de la interacción de las ondas S, desplazando el suelo lateralmente en un plano horizontal y sin provocar ningún movimiento vertical.

Esquema de la trayectoria del rayo (flechas largas), el movimiento de las partículas (flechas cortas) y el frente de onda (plano rectangular) asociados a las ondas internas P y S (flechas en azul), y a las ondas superficiales (flechas en rojo). El movimiento de las partículas de las ondas S puede darse en el plano horizontal (SH) o en el plano vertical (SV). El movimiento de las partículas S será una combinación de ambos.

Esquema de la trayectoria del rayo, el movimiento de las partículas y el frente de onda asociados a las ondas internas P y S (flechas en azul) y a las ondas superficiales (flechas en rojo). Las ondas superficiales se propagan paralelamente a la superficie, mientras que las ondas internas se propagan a lo largo de trayectorias curvas a través del interior de una Tierra heterogénea, ilustrada por los colores rojo y azul. Las líneas discontinuas indican la ubicación de dos discontinuidades en el manto terrestre.

¿Sabíais que en 1939 Jeffreys estableció tablas de tiempos de propagación para las fases sísmicas más importantes, que indican cuánto tiempo tarda cada onda sísmica en recorrer una distancia determinada, y que hoy en día siguen siendo precisas con un margen del 0,2 %? La figura muestra una versión reciente y más completa de las curvas de tiempos de propagación de Jeffreys. La variedad de ondas sísmicas es consecuencia de que las ondas internas en el interior de la Tierra sufren reflexión y refracción en las principales interfaces.

Observamos una variedad de ondas sísmicas en nuestro planeta porque las ondas internas que viajan por el interior de la Tierra sufren reflexión y refracción en las principales interfaces. El tipo de onda y la capa por la que viaja cada rayo se identifican con letras mayúsculas, P, S, K, I, J. Las letras minúsculas indican reflexiones, c e i.

Un sismograma es el registro del movimiento del suelo causado por un terremoto. Cuando nos encontramos muy cerca del terremoto, el sismómetro (acelerómetro) registra las ondas generadas progresivamente por toda la falla. Normalmente es imposible identificar con claridad dónde comienzan las ondas S. Las ondas superficiales aún no son visibles.

En eventos más pequeños cercanos a la fuente, las ondas P y S pueden identificarse claramente en el sismograma. Las ondas superficiales pueden estar presentes o no.

A grandes distancias de los grandes terremotos, los sismogramas son complejos, y pueden identificarse numerosas ondas sísmicas debido a la estructura heterogénea de la Tierra, que provoca reflexiones o refracciones. En terremotos superficiales, a grandes distancias del epicentro, las ondas de mayor amplitud (y mayor período) son las ondas superficiales.

En terremotos muy grandes, las ondas superficiales que llegan a una estación determinada viajan alrededor de la Tierra en direcciones opuestas y dan varias vueltas al globo. A grandes distancias del terremoto, las ondas superficiales tienen la mayor amplitud.