Escalas sísmicas

Como lo prometido es deuda, vamos a hablar un poco de la forma de medir un terremoto y de las distintas escalas, especialmente la de Richter que tanto gusta a los medios, y su sucesora. Porque como mencioné hace dos posts, los periodistas parecen ignorar que la escala de Richter ya no se usa.

¿Cómo se puede expresar la intensidad o magnitud de un terremoto? Bueno, lo primero que hay que hacer es definir qué es exactamente la intensidad y la magnitud, ya que son conceptos diferentes, aunque relacionados (y muchas veces confundidos). La magnitud de un terremoto expresa la cantidad de energía liberada en el mismo. La intensidad, sin embargo, se refiere a los efectos locales del terremoto. El propio Charles Richter (el creador de la escala que lleva su nombre) explicaba esta diferencia usando la analogía de la radio: la magnitud sería la potencia emitida por la antena, y la intensidad sería la intensidad (valga la redundancia) de la señal que recibimos en un punto determinado.

Fijáos que entonces, la magnitud es unica para un terremoto dado, pero la intensidad varía según nos acercamos o alejamos del epicentro (la proyección en la superficie del centro del terremoto). También, terremotos de igual magnitud pueden tener distinta intensidad a la misma distancia del epicentro, si el hipocentro (el punto real donde se origina el terremoto) está a distinta profundidad. O simplemente, porque las características del terreno sean diferentes y atenúen más o menos las ondas sísmicas.

Así, tenemos dos tipos de escalas diferentes para medir un terremoto: escalas de magnitud y escalas de intensidad. Las escalas de intensidad se basan en la percepción del terremoto por parte de las personas, y en los efectos observados. Por su propia naturaleza, no pueden ser arbitrariamente precisas, ni podemos usar un aparato medidor, sino que simplemente se establecen una serie de niveles o grados de intensidad asociados a determinados efectos, y se les asigna un número. Por razones históricas, las escalas de intensidad suelen usar números romanos para expresar un valor. Una de las primeras escalas de este tipo fue la Rossi-Forel, que define 10 grados de intensidad. Actualmente no hay una única escala de intensidad adoptada de forma global, sino que se usan distintas escalas en distintas regiones, como la Escala de Mercalli Modificada (MM) en EEUU o la Escala Macrosísmica Europea (SME) en Europa (similares entre sí, y ambas con 12 grados).

Las escalas de magnitud, por el contrario, se basan en parámetros medidos por sismógrafos. Como sabéis, estos aparatos son sensibles a las oscilaciones, y nos indican con precisión la amplitud de la oscilación. Supongo que os preguntaréis ¿cómo se puede saber la magnitud de un terremoto si no hay un sismógrafo justo en el centro? Pues usando varios sismógrafos repartidos geográficamente, y calculando diferentes parámetros, cuya variación con la distancia es conocida.

Sin duda, la escala de magnitud más conocida es la de Richter. Su nombre formal es Escala de Magnitud Local (M_L), si bien los periódicos popularizaron el nombre de «escala de Richter», al ser creada por el sismólogo Charles Richter.

Antes de explicar cómo se calcula la intensidad en esta escala, debemos recordar algunos detalles sobre las ondas sísmicas (digo recordar, porque esto se estudiaba en lo que antes se conocía como BUP). Básicamente hay tres tipos de ondas sísmicas, llamadas ondas P, ondas S y ondas L, que se propagan a diferente velocidad. Las ondas P o primarias son ondas longitudinales, es decir, la oscilación se produce en la misma dirección de propagación, como ocurre con el sonido. Esto permite que se propaguen tanto en sólidos como en líquidos. Estas ondas son las más rápidas, y por tanto, las primeras en llegar. Las ondas S o secundarias son ondas transversales, es decir, la oscilación se produce en una dirección perpendicular a la dirección de propagación, como ocurre con una cuerda. Debido a ello, sólo pueden propagarse por sólidos. Estas ondas son algo más lentas que las P, y por tanto tardan más en llegar. Finalmente, las ondas L o superficiales, son ondas lentas de baja frecuencia (y por tanto, gran longitud de onda) que se propagan por la superficie, deformándola. Estas ondas son las últimas en llegar, y las que producen la mayor parte de los daños.

Bueno, sigamos. Charles Richter ideó una forma de determinar la magnitud de un terremoto, teniendo en cuenta la intensidad de las ondas P y S, y la separación entre ellas. Cuanto mayor es la amplitud medida en el sismógrafo, mayor es la magnitud. Pero también cuanto mayor es la separación temporal entre las ondas P y S, mayor es la magnitud. Fijaos que al ser las ondas S más lentas que las P, no sólo llegarán más tarde que éstas, sino que cuanto mayor sea el retraso, mayor será la distancia al hipocentro. Y a igualdad de intensidad registrada, el terremoto tiene más magnitud cuanto más lejos esté.

Richter empleo una fórmula logaritmica, es decir, a medida que aumentamos la magnitud en la escala, la energía liberada del terremoto aumenta de forma exponencial (de forma similar a los decibelios en sonido). Concretamente, un incremento en un grado corresponde una energía liberada unas 30 veces superior (un poco más, en realidad, 10^1,5 veces), y un incremento en dos grados, supone que la energía liberada es 1.000 veces superior (10³).

Pero la fórmula utilizada tiene un problema: se satura a partir de valores altos (en torno a 8,5) es decir, indica valores similares para terremotos de muy distinta intensidad. Debido a ello, se desarrolló una nueva escala: La escala sismológica de magnitud de momento (MMS o M_w). Ésta escala se basa en el concepto de momento sísmico, una magnitud que depende entre otras cosas del área afectada en la propia falla, y del desplazamiento medio. Por supuesto, estos valores no se pueden medir directamente, sino indirectamente a través de los datos recogidos por los sismógrafos, datos previamente conocidos del terreno, y realizando cálculos con todos ellos.

La escala se diseñó como sucesora de la de Richter y sigue la misma proporción que ésta (un incremento en un grado supone multiplicar por 10^1,5 la energía liberada). Es muy similar para valores medios, pero con la ventaja de no saturarse en valores altos. Es decir, es más precisa para grandes terremotos. Sin embargo, estas dos escalas sí que difieren en terremotos pequeños. A día de hoy, la MMS es la escala usada por el USGS para terremotos medianos y grandes.

Y así llegamos al origen de este post. Desde hace años, la magnitud de un terremoto digno de salir en las noticias, se expresa en la escala de magnitud de momento. Por norma general, se expresa simplemente como «X grados», y se ve que cuando pasa por los medios de comunicación, el redactor de turno añade la coletilla «en la escala de Richter» de forma totalmente gratuita, debido a su gran popularidad. Numéricamente, el error cometido no es muy grande, pero conceptualmente sí que lo es, pues el valor no está expresado en dicha escala.

Para saber más, os recomiendo la sección didáctica del USGS. Eso sí, está en inglés.