Antes y después de Richter, las otras escalas para medir sismos

Al momento de producirse un sismo, gran parte de la energía sísmica se libera en forma calor y de ondas que producen movimiento en la corteza terrestre.

Estas ondas viajan largas distancias a través de las rocas, produciendo un movimiento paralelo causando vibraciones, por lo que la intensidad de cada sismo depende de la cantidad de energía liberada.

Para medir y analizar el movimiento producido por estos fenómenos naturales se han diseñado aparatos de medición, conocidos como “sismógrafos”, al registro obtenido se le conoce como “sismograma” que es un gráfico que mide las ondas sísmicas, con base en estos datos pueden realizarse representaciones para investigar los efectos de estas ondas en diferentes escenarios.

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Equipos del sismólogico nacional, perteneciente al instituto de geofísica de la UNAM. Foto: Fanny Ruiz Palacios/ Archivo El Universal.

La fuerza de los sismos puede ser expresado en términos de magnitud e intensidad. La intensidad es el nivel de impacto que tiene el sismo en diferentes terrenos y el daño que causa en las construcciones con relación de la distancia del epicentro. La magnitud, en cambio, se relaciona con la energía liberada.

La escala que más escuchamos cuando de sismos se trata es la de Richter, también conocida como escala de magnitud local, este sistema fue utilizado a nivel internacional, en los medios de comunicación se mencionaba esta escala para informar a la población acerca de la magnitud de un sismo.

Sin embargo, pese a su gran popularidad, actualmente los sismos se miden con una escala conocida como escala de magnitud del momento (Mw), que esta basada en la escala de Richter pero tiene mayor precisión de medición. Cuando vemos en las noticias el reporte de un sismo, el dato proporcionado por el Servicio Sismológico Nacional (SSN) es utilizando esta escala. No obstante, muchas personas asocian este dato con la escala de magnitud local, confusión muy común en la población.

Esta dependencia también utiliza otras escalas de magnitud para tener información más detalla de los eventos sísmicos del país, como es la La magnitud de coda (Mc), la magnitud de energía (Me), entre otras.

La imagen muestra una falla geológica y el escarpe que sobresale en la superficie. Las flechas de color rojo representan la dirección en la que se desplazan los bloques a cada lado de la falla, generando el sismo. Se muestra el epicentro del sismo y su relación con el foco. Las ondas sísmicas se propagan alejándose del foco. Toda esta inforación es recopilada por los sismográfos y se miden con las escalas de magnitud. Foto: Tarbuck y Lutgens / Especial

Históricamente el interés por medir los sismos se remonta desde las primeras civilizaciones, pero es a partir del siglo XIX que se establecen las primeras escalas de intensidad creadas por científicos especializados.

De este modo Michele Stefano de Rossi, sismólogo italiano y François-Alphonse Forel, científico suizo, publicaron por separado una de las primeras escalas sísmicas en 1874 y 1881, respectivamente; luego unieron sus esfuerzos para crear la escala Rossi-Forel que contaba con diez grados de intensidad y sería el antecedente para la escala creada por el sismólogo Giuseppe Mercalli.

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Antes de Richter, Mercalli era la escala oficial para medir sismos

La escala de Richter es el sistema con que se miden los sismos a nivel internacional. Sin embargo, antes de su creación los movimientos telúricos se medían de manera distinta y con el tiempo se implementaron otras escalas más precisas que no son tan conocidas por la población en general.

Fue hasta 1935 que el físico y sismólogo estadounidense Charles Francis Richter desarrolló esta escala, en colaboración con Beno Gutenberg, en el Instituto de Tecnología de California. Mientras tanto, se contaba con la escala de Mercalli considerada por más de treina años como la escala oficial y era con la que se informaba en los diarios la intensidad de los sismos.

Charles Richter, director del Laboratorio Sismológico del Instituto Carnegie en Pasadena, California. Fotografía tomada el 25 de enero de 1939. Foto: AP/ Especial.

Esta escala, también conocida como escala de intensidad, es una serie de indicaciones que clasifica los temblores con base en los efectos producidos y la impresión percibida por estos. El nombre de esta medida se debe al sismólogo y vulcanólogo italiano Giuseppe Mercalli.

En 1902, Mercalli propuso una tabla de medidas donde, de manera ascendente, se van describiendo los daños físicos que se observan después de un sismo; más tarde, en 1932 esta tabla fue modificada, de ahí su nombre actual “escala de intensidad de Mercalli modificada”. Sus medidas siguen usándose, pero con menor frecuencia.

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El sacerdote Giuseppe Mercalli, vulcanólogo y sismólogo fue el creador de una escala para medir sismos que lleva su nombre. Esta escala se dio a conocer en 1902, fue modificada y traducida al inglés en 1931 cambiando su nombre a Escala Mercalli Modificada, aunque esta escala haya sido reemplazada por la escala de Richter aun sigue vigente entre la comunidad científica. Foto: Wikimedia Commons/ Especial.

La escala de Mercalli consta de 12 grados de intensidad que están indicados con números romanos del I al XII, siendo el I el más bajo y el XII el más alto; además se describen las características de daños físicos en cada caso.

Para poder establecer en qué grado de la escala se sitúa un sismo, el criterio de Mercalli se basa en tres puntos importantes: el primero es saber cómo fue percibido el sismo por las personas que se encontraban en el lugar, el segundo es observar los efectos producidos en las construcciones y el tercero se basa en el impacto que tuvo sobre el medioambiente, es decir, si se presentaron grietas o derrumbes en el terreno afectado.

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la Escala Sismológica Modificada de Mercalli, que utiliza números romanos para calificar un terremoto basado en tres criterios: cómo es percibido por las personas, por sus efectos sobre las construcciones y sus efectos sobre el terreno y el medioambiente. Foto: Wikimedia Commons/ Especial.

Con base en estas observaciones se determina el número de grado que le corresponde en la lista, pues cada grado consta de una serie de descripciones que se corroboran mediante la observación.

Otras escalas menos conocidas

Aunque la escala de Mercalli y la de Richter son las más conocidas y utilizadas a nivel mundial, existen otras que si bien no son tan conocidas se utilizan en ciertas regiones del mundo.

En 1964 se publicó la escala MSK, propuesta por Serguéi Medvédev, Wilhelm Sponheuer y Vít Kárník, de ahí las letras de la escala, la cual se basó en el modelo de Mercalli y en los estudios de Medvédev.

Este sistema comenzó a usarse en países europeos como la extinta Unión Soviética y tuvo varias modificaciones en las décadas de los 70 y 80, muchos sus principios fueron utilizados para desarrollar la Escala Macrosísmica Europea utilizada actualmente como estándar para medir la intensidad de los sismos en el viejo continente.

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El terremoto de Spitak de 1988 fue un sismo que azotó varias ciudades de Armenia con magnitud 6.8 escala Richter; en la escala MSK fue de nivel X que se describe como devastador. Asimismo, en la escala de Mercalli llego al nivel X cuya descripción es desastroso. A pesar de las tensiones de la Guerra Fría Mijaíl Gorbachov solicitó ayuda humanitaria a Estados Unidos, solicitud que no había pedido el gobierno soviético al país norteamericano desde la década de 1940. Foto: Wikimedia Commons/ Especial.

La escala MSK se usa hoy en día en la India, Israel, Rusia y en países de la Commonwealth, organización de 56 países que comparten lazos históricos con el Reino Unido.

Japón, por su naturaleza sísmica también cuenta con una escala desarollada desde el siglo XIX, conocida como “Escala de Intensidad Sísmica Omori”. Este sistema cuenta con siete puntos y fue implementada por el sismólogo japonés Fusakichi Omori.

Fusakichi Omori fue uno de los principales sismólogos de las eras Meiji y Taisho. Sucedió a John Milne (1850-1913), que fue el primero en el mundo en establecer la sismología moderna en Japón. Foto: Revista del Comité de Producción de Shisoku Yuubi/ Especial.

Un dato interesante es que Omori desarrolló esta escala con base en los efectos destructivos del terremoto que azotó a San Francisco en 1906. En esta ciudad de Estados Unidos se encontraba un sismógrafo Bosch-Omori que grabó el movimiento del sismo y por su intensidad el mismo Omori viajó desde Japón para estudiar sus efectos y con base en los datos recabados por el sismógrafo creó esta escala.

El distrito de la Misión de San Francisco arde tras el terremoto de San Francisco de 1906. En la escala de Mercalli llego a un nivel XI que significa "muy desastroso", En la escala Magnitud del Momento fue de 7.9 grados. Finalmente, según la escala de la Agencia Meteorológica de Japón llegó a un nivel Shindo 7, el más alto de la escala ideada por el sismólogo Fusakichi Omori, quién tenía un sismógrafo Bosch-Omori instalado en la ciudad estadounidense. Foto: Wikimedia Commons/ Especial.

Con base en el trabajo de Omori se creó la escala que utiliza Japón actualmente, conocida como escala de intensidad JMA, las iniciales se refieren a la Agencia Meteorológica de Japón por sus siglas en inglés. Esta escala se utiliza en Japón, Taiwán y Corea del Sur.

La unidad de medida de esta escala se conoce como “Shindo” que significa grado de agitación, esta se divide en siete puntos, donde uno es el grado más débil y siete el de agitación máxima.

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La escala sísmica de la Agencia Meteorológica de Japón es utilizada principalmente en Japón, Taiwán y Corea del Sur para indicar la intensidad de los terremotos. Su unidad de medida es el Shindo. Foto: Wikimedia Commons/ Especial.

Países como China y Hong Kong también cuentan con una escala local conocida como CSIS o “Escala de Intensidad Sísmica de China-1980”, la cual mide la intensidad sísmica y clasifica los sismos en 12 grados de intensidad llamados “liedu”, que significa grado de violencia.

Como puede verse, la mayoría de las escalas que existen en otros países se basa en la teoría desarrollada por Mercalli hace más de cien años, son similares en cuanto a los valores que recopila y cuenta con pequeñas variaciones enfocándose en los intereses particulares de cada país.

Los sismos también se miden por magnitudes

La magnitud es un valor único y una medida cuantitativa relacionada con la energía sísmica liberada. Para su determinación se crearon distintas escalas que proporcionan datos específicos de las ondas sísmicas registradas en los sismógrafos.

La escala más conocida es la de magnitud local, también conocida como escala Richter, fue utilizada a nivel internacional por muchos años para informar a la población acerca de la fuerza de un sismo, esta escala ya es considerada como obsoleta.

En la sección de preguntas frecuentes del sitio web del Servicio Sismológico Nacional (SSN) se pueden conocer datos importantes relacionados con esta institución encargada de monitorear la actividad sísmica en toda la República Mexicana, entre ellos se da a conocer que la escala de Richter es obsoleta por su antigüedad y por que los sismómetros que se utilizaban para llegar a ese dato fueron reemplazados por equipos más modernos.

Uno de los primeros instrumentos para medición de sismos instalado en México fue un sismógrafo mecánico horizontal Wiechert, de 1,200 kg. Actualmente está en exhibición en el Museo de Geofísica de la UNAM, en la ciudad de México. Foto: Archivo Museo de Geofísica de la UNAM/ Especial.

Hoy, la escala que se utiliza a nivel internacional es la escala de magnitud del momento (Mw), desarrollada por el sismólogo japonés Hiroo Kanamori y por Thomas C. Hanks en el California Technological Institute. Esta escala sirve con mayor precisión para movimientos de la Tierra que rebasan el grado 8 en la escala Richter, ya que los sismos que sobrepasan esta cifra son difíciles de calcular con esta escala.

Se le conoce como la sucesora de la escala sismológica de Richter. Con este nuevo tipo de escala pudo determinarse con más precisión el sismo más fuerte de la historia que sucedió en 1960 en Chile, cambiando el dato de 8.3 a 9.5 grados.

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En 1960 la ciudad de Valdivia, Chile fue totalmente destruida por un sismo de magnitud 9.5, el más grande registrado en la historia de la humanidad, además provocó un tsunami que arrasó todo a su paso. En la escala de Mercalli llegó al grado XII, el punto más alto de la tabla. Antes de que se desarrollara la escala de Magnitud del Momento, en la escala Richter tuvo un grado aproximado de 8.3. Finalmente, cuando se desarrolló la escala antes mencionada se pudo calcular que la fuerza había llegado a los 9.5 grados. Foto: Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile/ Especial.

Cuando leemos los reportes de sismos proporcionados por el Servicio Sismológico Nacional (SSN) el dato que proporcionan es utilizando la escala de magnitud del momento (Mw). Comunmente, en la noticas estos datos se difunden con la palabra "magnitud" sin especificar el tipo de escala que se utilizó, causando la confusión de que sigue utilizandose la escala de magnitud local.

Ambas escalas se basan en logaritmos, por lo que el incremento entre unidades de magnitud significa un aumento de diez veces en la amplitud de las ondas registrada por el sismograma.

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Otras escalas para definir aspectos de las ondas sísmicas

Dentro de las escalas de magnitud existen otras encargadas de medir más aspectos de las ondas sísmicas a través de fórmulas matemáticas, entre ellas podemos destacar:

Escala de magnitud de ondas superficiales, basada en la máxima amplitud producida por las ondas superficiales en un rango de 18 a 22 segundos. A estas ondas se les conoce también como Rayleigh, en memoria del físico británico John William Strutt, conocido como Lord Rayleigh, quien a fines del siglo XIX describió por primera vez este tipo de onda.

John William Strutt, conocido como Lord Rayleigh fue un físico británico que describió por primera vez las ondas superficiales que viajan a lo largo de la superficie de los sólidos. Foto: Wikimedia Commons/ Especial.

Escala de magnitud de duración, esta escala es especialmente útil para medir terremotos locales o regionales y para terremotos potentes que pueden llevar al sismómetro fuera de escala. Como dice su nombre esta escala mide la duración o amplitud de una parte de la onda sísmica, conocida como "coda".

Escala de magnitud de energía, mide el flujo de energía sobre un amplio rango de frecuencias generadas por un sismo, esta medición se expresa en ergios que es una unidad para medir la energía de trabajo de un movimiento.

Escala de magnitud sísmica, Centro Sismológico Nacional - U. de Chile

Estos solo son una parte de las escalas de magnitud que existen para tener datos más específicos para medir los sismos y así tener mayor información para comprender mejor este fenómeno natural.

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Los sismos también se registran en las profundidades del océano, cuando esto sucede el agua reacciona de forma proporcional con la intensidad del sismo causando los conocidos tsunamis, pero de esto hablaremos en la próxima entrega de Mochilazo en el Tiempo.

Fuentes

• Escalas de intensidad. Instituto de prevención sísmica, INPRES. Gobierno de Argentina.
• Magnitudes de un sismo. Servicio Sismológico Nacional. Instituto de Geofísica, UNAM.
• Medición sísmica a través del tiempo: a 30 años del gran sismo. Ciencia UNAM.
• Pioneros de la sismología. Instituto de prevención sísmica, INPRES. Gobierno de Argentina.