CIENCIAS DE LA TIERRA

La furia de los elementos

En plena era tecnológica, el espíritu de la Naturaleza sigue siendo una incógnita. Terremotos, volcanes, inundaciones, huracanes y otros fenómenos naturales actúan como fuerzas devastadoras ante las que el ser humano permanece tan inerme y pequeño que tan sólo puede intentar "ponerse a cubierto". La ciencia actual intenta adelantarse a estos sucesos gracias a modernas técnicas de observación, medición y evaluación de riesgos que permiten, cuando menos, establecer políticas preventivas ante los inevitables desastres naturales.

El peligro sísmico

Las montañas se mueven, los ríos desvían sus cursos, las ciudades son engullidas y el caos se adueña de todo en apenas unos minutos... Cada año se producen alrededor de un millón de seísmos en nuestro planeta; afortunadamente, el 80% se dan en lugares despoblados y sólo unos cuantos son de gran magnitud. En realidad, se producen uno o dos terremotos al año de magnitud superior a 8 en la escala de Richter ; pero esto es más que suficiente como para acabar con la vida de miles de personas, reducir a escombros ciudades enteras y constituir un motivo de seria preocupación para políticos y científicos.

Los primeros terremotos de los que se tienen noticia datan del año 1177 a.C; y aunque ya Aristóteles lanzó una hipótesis para explicar el fenómeno, afirmando que los temblores se producían por las masas de aire aprisionadas en el interior de la Tierra, hasta la edad moderna no tomaron consistencia teorías más sólidas.

Fue a partir del gran terremoto de Lisboa, en 1755, cuando los científicos comenzaron a considerar las causas de los terremotos y a entregarse seriamente a su estudio. Aquel seísmo, que duró 120 segundos y alcanzó una intensidad máxima de X en la escala de Mercalli, dejó la ciudad completamente arrasada y acabó con la vida de sesenta mil personas. Tuvo su epicentro en la falla Azores-Gibraltar y se llegó a "sentir" en un área de 1,6 millones de kilómetros cuadrados, ocasionando también cuantiosos daños en Sevilla, Cádiz e incluso Madrid. El desastre causó una profunda conmoción en la comunidad científica de la época y avivó la urgencia de identificar el origen de los terremotos, conocer sus características, observar su frecuencia y registrar su intensidad. Se formuló entonces una primera teoría de las ondas sísmicas producidas previsiblemente por el deslizamiento de masas de corteza terrestre, se inventaron los primeros y rudimentarios sismógrafos y a principios del siglo XX, nació la moderna Sismología, con la creación de la Sociedad Sismológica Japonesa, después del terremoto de Yokohama de 1880.

Los grandes terremotos que se han sucedido desde entonces han tenido gran influencia en el desarrollo de la Sismología y la Ingeniería sísmica; entre ellos, el de Valdivia , en Chile, en 1960, considerado uno de los más graves de los últimos cien años, que alcanzó los 9,5 grados de magnitud en la escala de Ritcher y una intensidad de XI-XII en la escala de Mercalli.


Distintos tipos de terremotos y sus causas

Se podría decir que los terremotos se producen principalmente a causa de la liberación de energía provocada por la interacción de las placas tectónicas que forman la corteza terrestre. En un lento y constante movimiento que ha conformado el aspecto actual de nuestros mares y continentes, las doce placas tectónicas se unen o se separan, chocan entre sí, se superponen una a otra y van acumulando una energía de tensión que acaba por ser liberada bruscamente en forma de fenómeno sísmico.

Estas zonas de fractura a lo largo de las cuales se ha desplazado la corteza terrestre se denominan fallas, y son los puntos donde se originan la mayoría de los terremotos y las erupciones volcánicas. Una de las fallas más famosas, y muy propensa a los terremotos, es la de San Andrés, debido a que en lugar de permanecer bajo el océano, como la mayoría de ellas, emerge en California y recorre cientos de kilómetros de tierra. Este tipo de terremotos originados por el choque de las placas se denominan tectónicos y son, sin duda, los más devastadores. Sin embargo, existen otras causas que pueden producir temblores de tierra, como las erupciones volcánicas, que suelen ocasionar sismos de baja intensidad y se presentan antes de la propia erupción, o causas artificiales, como grandes explosiones, pruebas nucleares, bombeo de petróleo, etc.

Los tres principales cinturones sísmicos del Mundo son: el cinturón Circunpacífico, el cinturón Transasiático (Himalaya, Irán, Turquía, Mar Mediterráneo, Sur de España) y el cinturón situado en el centro del Océano Atlántico. En nuestro país, la mayor sismicidad se sitúa en la zona sur de Andalucía, Golfo de Cádiz, Levante Pirineos y Galicia. Y, en concreto, la Red Sísmica Española registra en torno a los 1.600 terremotos al año con epicentro dentro del territorio nacional.


¿Predicción o prevención?

Por la amenaza que representan es de vital importancia conocer lo más posible acerca de los terremotos para intentar prevenir y paliar sus efectos. Así, recientemente, investigadores de la ETH de Zurich, la Universidad de Basilea, y la Universidad de Estrasburgo, han localizado exactamente el punto donde se produjo uno de los terremotos más devastadores en territorio europeo, el terremoto de Basilea de 1356. De aquel desastre nos han llegado, en forma de antiguos grabados, imágenes sobrecogedoras, ya que alcanzó una intensidad de entre IX y X en la escala de Mercalli. El descubrimiento de este punto ha revelado también que la falla aún se encuentra activa y podría llegar a desencadenar un sismo de igual magnitud que el que se produjo en el pasado.

A pesar de todos los esfuerzos que se realizan, la predicción de terremotos presenta, por el momento, grandes dificultades. Aunque algunas de las experiencias realizadas han resultado exitosas, la ciencia sismológica aún está lejos de predecir con exactitud el momento y el lugar en que se producirá un sismo. En un intento de aproximación a un método de predicción, los sismólogos se basan en la observación de las llamadas sacudidas precursoras, que son temblores repetitivos de baja intensidad, en los cambios en el campo magnético terrestre o en la inclinación y abombamiento de las superficies de tierra. Así, por ejemplo, en 1975, sismólogos chinos predijeron con una antelación de dos días, y después de cinco años de estudios, un seísmo de magnitud 7,5 en la ciudad china de Haicheng y lograron evacuar a 90.000 personas. La ciudad quedó completamente destruida pero el número de víctimas fue escaso. Un año más tarde otro terremoto sacudió la misma zona y causó la muerte de al menos 250.000 personas.

Un sistema de predicción que se desarrolla desde 1998 es el llamado proyecto PRENLAB (Proyecto de Laboratorio Natural) que se lleva a cabo en Islandia y esta financiado con fondos europeos. Este método se basa en la medición de los retrasos relativos en ondas sísmicas que se producen antes de un terremoto y ya ha obtenido excelentes resultados en la predicción, con tres días de antelación, de dos terremotos de magnitud 5 en la propia región de estudio. Para efectuar estas predicciones se ha instalado una complicada red de sismógrafos en un territorio reducido, lo que dificulta la aplicación de este método a otros lugares y países muy interesados en el mismo, como Japón, China o Estados Unidos.

En cuanto a la aplicación de nuevas tecnologías en Ingeniería sísmica, los sismógrafos modernos más utilizados son los acelerómetros, diseñados para registrar aceleraciones de las ondas sísmicas, aunque también se usan otros dispositivos para registrar velocidades y desplazamientos, como registradores fotográficos, sismógrafos de rotación, inclinómetros, sismógrafos del fondo oceánico y sistemas GPS. Todos estos instrumentos están profusamente distribuidos en numerosas redes sísmicas diseminadas por todo el mundo.


Terremotos y Tsunamis

Olas de puerto o de bahía es el significado del término japonés Tsunami, usado para definir los imponentes muros de agua que se alzan en aguas poco profundas. Estas olas gigantescas pueden alcanzar hasta 70 metros de altura y viajar cientos de kilómetros por alta mar a velocidades de 700 u 800 Km originando auténticas catástrofes al llegar a las costas. Tanto los terremotos, como los volcanes o cualquier explosión de gran magnitud, como la provocada por un meteorito, pueden provocar un tsunami, como sucedió con el citado terremoto de Lisboa, que generó un tsunami que fue la causa auténtica de los destrozos sufridos en las costas de Cádiz.

La mayoría de estos fenómenos se dan en el océano Pacífico, coincidiendo con las zonas de mayor actividad sísmica y volcánica, y son relativamente frecuentes en las costas de Hawai, aunque se han registrado en otros lugares del planeta, como en el Atlántico, el Indico e incluso en el Mar Mediterráneo. El proceso de generación de un tsunami a partir de un terremoto requiere que éste tenga su zona de ruptura bajo el mar o cerca de la costa lo que produce cambios topográficos de movimiento y elevación de los fondos marinos. Su efecto será más devastador cuanto más cerca de la costa se localice el epicentro, punto a partir del cual se propagan las olas que van creciendo en altura hasta convertirse en una inmensa pared de agua que se levanta entre 10 y 20 minutos después de producirse el terremoto. En realidad, el tsunami está formado por varias olas, que van llegando en intervalos de 15 o 20 minutos; la primera ola no suele ser gigante, pero después de ella aparece la primera gran ola gigantesca seguida de otras más.


El reino de Plutón: volcanismo

Se dice que el estruendo de una de las explosiones del volcán Krakatoa se escuchó a 4.800 kilómetros de distancia. La noche del 26 de agosto de 1883 la pequeña isla de Krakatoa, en el suroeste de Indonesia, quedó prácticamente destruida a causa de una impresionante erupción volcánica, acompañada de maremotos con olas de 35 m de altura que arrasaron las costas de Java y Sumatra. Las cenizas expulsadas permanecieron más de tres años en la estratosfera

Algo parecido, o aún peor, sucedió en 1991 con la erupción del Monte Pinatubo, en Filipinas, que lanzó a más de 35.000 metros de altura cenizas cuya presencia produjo un descenso de la radiación solar que llegaba a la superficie terrestre. Esto tuvo como consecuencia el enfriamiento de la Tierra en 0,5º durante los años 1992 y 1993.

Los efectos devastadores de las erupciones volcánicas están descritos desde la antigüedad, como los del Vesubio, que sepultó Pompeya, narrada por Plinio el Joven; o las del Popocatépetl, en las leyendas de las culturas prehispánicas en las que se veneraba a estos gigantes, dormidos o despiertos, como grandes mitos cosmogónicos.

En la actualidad la Tierra tiene unos 600 volcanes activos, aunque determinar si un volcán es activo, latente o extinto no es una tarea fácil, ya que algunos de los considerados apagados han vuelto a la vida después de cientos de años de silencio. La mayoría de los volcanes se distribuye en la costa del Pacífico, en el llamado Anillo de fuego; también, aunque en menor número, se encuentran volcanes en la franja del Mar Mediterráneo y los Himalayas, extendiéndose a través de los Montes Apeninos y el Cáucaso, hasta las montañas del Asia Menor. Y, por último, a lo largo de la franja meridional atlántica: desde Islandia, Islas Azores, las Islas Canarias e Islas de Cabo Verde.

La mayor parte del volcanismo se produce bajo el mar, donde el comportamiento de estos sistemas es el mismo que en la tierra. En los fondos marinos del archipiélago Canario, recientes investigaciones realizadas desde el buque oceanográfico Hespérides han revelado la existencia de más de 80 volcanes submarinos situados a 4.000 metros de profundidad y que presentan el mismo riesgo de erupción que los que están en la superficie de las islas, consideradas por algunos investigadores como "puntos calientes" de volcanismo.

Los volcanes se clasifican en varios tipos, atendiendo a su forma y al tipo de erupción , ésta última definida por la composición química de las lavas. Si el material expulsado es más o menos fluido o viscoso, con mayor o menor contenido en gases, la erupción será de tipo efusiva o bien explosiva. Hay que tener en cuenta que una erupción volcánica de intensidad media es comparable, en cuanto a liberación de energía, a un terremoto de magnitud 6,5 a 8 en la escala de Richter y que es tanto más peligrosa para las poblaciones cercanas cuanto más brusca o explosiva sea la liberación de esta energía y más densa sea su lava. Las coladas de lava de un volcán pueden extenderse centenares de kilómetros y avanzar a velocidades de hasta 150 Km/h, destruyendo todo lo que encuentra a su paso, originando incendios y llegando incluso a modificar el clima mundial.

Las labores de vigilancia de los volcanes se basan en la observación de una serie de síntomas, como las grietas humeantes que aparecen en sus cercanías o el aumento de los sismos, ambos fenómenos previos a la erupción. Sin embargo, y a pesar de las redes de vigilancia constante que existen alrededor de los volcanes más importantes, muchas erupciones no se han podido predecir a tiempo.

En el caso del Popocatépletl, uno de los volcanes más vigilados del planeta por su extrema peligrosidad, pues amenaza directamente a una población de 23 millones de habitantes, se ha comenzado a confeccionar un mapa para calcular los pasos de los flujos de lava en el caso de que se produjera una erupción, con el fin de elaborar planes de evacuación eficaces. Para ello se utiliza, además de una completa red de sensores distribuidos por los alrededores, topografía digital avanzada apoyada en imágenes de satélites.

El Popocatépetl ha tenido fases intermitentes de baja actividad en los últimos seis años. Sin embargo, durante su última erupción, en diciembre de 2000, su fuerza se intensificó y lanzó rocas a varios kilómetros de distancia. Los vulcanólogos creen que el volcán podría estar entrando en una fase peligrosa ya que, según muestras analizadas con la técnica del carbono 14, estas devastadoras erupciones se producen cada 1.000 años y la última gran explosión del Popo se produjo hace ahora 1.200 años.


También volcanes extraterrestres

La actividad volcánica se produce también fuera de los límites de nuestro planeta, como se pudo conocer a partir de la información recopilada por las distintas sondas enviadas al espacio, como la Mariner o las Voyager. Gracias a estas expediciones se ha sabido, por ejemplo, que el volcán más grande de nuestro sistema solar es el Monte Olimpo de Marte, con 25 Km de altura y 600 Km de diámetro. También existe actividad volcánica en algunos satélites de Júpiter, como es el caso de Io, considerado el cuerpo más volcánico del sistema solar, con hasta cien volcanes, muchos de ellos activos. Las erupciones de los volcanes de Io son muy similares a las de la Tierra; sin embargo, su lava alcanza temperaturas más elevadas, tienen más extensión en sus flujos y los cráteres son de mayor tamaño. Otra diferencia notable es que en la Tierra el volcanismo se asocia a la tectónica de placas mientras que en Io no se cree que exista tal fenómeno, sino que su calor interno procede de la clase de órbita que posee alrededor de Júpiter, sujeto a constante tensión gravitatoria con el propio Júpiter y sus otras dos lunas: Europa y Ganímedes.

La actividad volcánica extraterrestre presenta también una curiosa variante que es la del criovolcanismo, o volcanismo frío, con emisiones de metano, amoniaco y nitrógeno, capaces de formar espectaculares paisajes de lagos de lava congelados y géiseres de hielo, como sucedería en Tritón, luna de Neptuno, el mundo más frío del sistema solar.


Huracanes, ciclones y tormentas

Sebastián, Olga, Pablo, Lorenzo, Wendy... no es una lista de invitados a una fiesta sino algunos de los nombres con los que han sido bautizados los huracanes de este año 2001. Cuando Mitch, uno de los huracanes más violentos de este siglo, llegó a Honduras a 250 Km/h, el 26 de octubre de 1998, se instaló allí durante cuatro días, al cabo de los cuales dejó un saldo de un millón y medio de damnificados y un país completamente inutilizado. Después de cumplida su misión se convirtió en una común tormenta tropical perdiéndose en el interior del territorio hondureño.

Los huracanes son un tipo de ciclón tropical caracterizado por alcanzar velocidades superiores a los 118Km/h; por debajo de esa velocidad se denomina tormenta tropical y alcanza entre 63 y 117 Km/h ; cuando las velocidades máximas no superan los 62 Km/h se habla de depresión tropical. Los huracanes son los ciclones más destructivos y se forman generalmente en las aguas cálidas del trópico a partir de la existencia de sistemas de baja presión atmosférica.

Un huracán tiene distintas zonas: el famoso ojo de huracán, de entre 30 y 60 Km. de diámetro, que es el sector central y la zona más calmada; la pared del ojo, donde se localizan los vientos más fuertes y las bandas nubosas en forma de espiral que lo rodean por el exterior. Estas bandas presentan fuerte actividad lluviosa, giran al contrario que las agujas del reloj y convergen hacia el centro del huracán.

Algunos de los fenómenos asociados con los huracanes son lluvias intensas, marejadas, deslizamientos e inundaciones, fuertes vientos, destructivos ciclones... por ello, desde mediados de los años cincuenta se han desarrollado sistemas coordinados de seguimiento y redes de alerta temprana que ayudan a tomar medidas de protección en las zonas tradicionalmente más afectadas, el Atlántico Norte y todo el Pacífico.

Las observaciones y mediciones de la evolución de las tormentas tropicales hasta su conversión en huracán se realizan directamente desde aviones, barcos y boyas, mientras que a través de radiosondas, satélites y radares se detecta el comportamiento del ciclón de manera indirecta, lo que permite definir la trayectoria más probable que tendrá el huracán.

Existen otros muchos fenómenos naturales con efectos catastróficos para nuestra civilización: movimientos de tierras, inundaciones, gota fría, sequías... así como una lista más larga aún de desastres no tan naturales e igualmente aterradores: calentamiento global, incendios, vertidos, desplazamientos de poblaciones, guerras, hambrunas, epidemias... Los resultados son similares en ambos casos; sin embargo, la Naturaleza seguirá su ritmo imparable mientras nuestro propio rumbo sí admitiría rectificación.

Autor: Elvira Fernández | 2001