TEMA 5: SISMICIDAD SISMICIDAD Origen de los terremotos

TEMA 5: SISMICIDAD
SISMICIDAD
1. Origen de los terremotos.
 Concepto de terremoto o sismo.
 Elementos de un terremoto.
 Terremotos naturales e inducidos
2. Tipos de ondas sísmicas.
 Internas y superficiales.
 Propagación de las ondas
3. Magnitud e intensidad de un terremoto.
 Escalas
4. Distribución de terremotos según la tectónica de placas.
5. Riesgo sísmico.
 Primarios
 Secundarios
6. Planificación del riesgo sísmico
 Medidas predictivas
 Medidas preventivas
 Medidas correctoras
7. Áreas de riesgo sísmico en España.
 Causas de la sismicidad en España
 Zonas sísmicas de España
1. Origen de los terremotos
Los terremotos o sismos son repentinos movimientos de la corteza terrestre, constituyen
importantes manifestaciones superficiales de la energía geotérmica, pero no de manera directa
sino en forma de energía elástica.
Los sismos se deben a una brusca liberación de energía que se transmite en todas direcciones
desde su origen, el foco sísmico o hipocentro, en forma de ondas sísmicas; el punto de la
superficie terrestre más cercano al foco se denomina epicentro, y es el lugar donde la magnitud
del sismo es máxima. Según su profundidad los focos sísmicos se clasifican en superficiales o
someros (de 5 a 70 km), intermedios (de 70 a 300 km) y profundos (de 300 a casi 700 km); los
sismos originados a profundidades inferiores a 100 km son los más frecuentes y dañinos.
La gran mayoría de los terremotos están asociados a fallas, y su génesis se explica mediante la
teoría del rebote elástico. Considera que los esfuerzos tectónicos, derivados del movimiento de
las placas debido a la energía geotérmica, actúan sobre las rocas, que se van deformando
lentamente y almacenando energía elástica. Cuando se supera su resistencia, las rocas se
rompen súbitamente (o se desplazan los bloques de falla preexistentes), y la energía liberada se
propaga provocando las vibraciones causantes del terremoto. Ello explica, además, el carácter
repetitivo de estos fenómenos: en cuanto finaliza uno, como el movimiento de las placas
continúa, se reinicia la deformación de las rocas.
Existen otras causas naturales desencadenantes de los terremotos como los impactos de
meteoritos y las erupciones volcánicas. Además diversas acciones humanas pueden potenciar
el fenómeno, siendo causa de riesgo inducido, como explosiones atómicas subterráneas y
grandes construcciones (embalses, etc.) en zonas falladas.
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2. Tipos de ondas sísmicas
Hay varios tipos de ondas sísmicas, cuya velocidad depende del medio por el que se propagan:
- Ondas de cuerpo o internas: Se forman a partir del hipocentro y se transmiten en forma
esférica por el interior de la Tierra, por lo que pueden utilizarse para estudiar la estructura
interna del planeta. Se pueden dividir a su vez en dos clases: Ondas P o primarias, que son
más rápidas y se transmiten por sólidos, líquidos y gases, las partículas vibran en la misma
dirección de la onda; y ondas S o secundarias, que son aproximadamente 1,7 veces más
lentas que las P y sólo se propagan por medios sólidos, las partículas vibran en una
dirección perpendicular a la de la onda.
- Ondas superficiales: Son las más lentas, pues viajan al 90% de la velocidad de las S, pero
debido a su modo de propagación son las más destructivas. Se propagan en forma circular a
partir del epicentro. Son de dos tipos: las Love (L) que producen un movimiento horizontal
perpendicular a la dirección de propagación, y las Rayleigh (R) que producen en las
partículas un movimiento elíptico en el sentido de la propagación y en el plano vertical, de
forma similar al de las ondas del mar antes de romper, son las más destructivas y más
percibidas por las personas.
3. Magnitud e intensidad de un terremoto.
En el caso de los terremotos, tanto el riesgo social como el económico son los más altos entre
todos los desastres naturales. Para cuantificar el tamaño de un seísmo, se utilizan dos
referencias: intensidad y magnitud del mismo.
Las escalas de intensidad miden los efectos producidos y la más conocida es la escala de
Mercalli modificada (escala MM), que identifica doce niveles de intensidad mediante
fenómenos observables como derrumbamiento de muros, producción de grietas, etc.; en
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España se utiliza una semejante, que es la escala de Medvedev, Sponheuer y Karnik (escala
MSK). En ellas se basa el establecimiento de normas sismorresistentes y la cartografía de zonas
sísmicas mediante isosistas, líneas circulares concéntricas que unen lugares geográficos de la
misma intensidad sísmica. Las escalas de intensidad no miden la fuerza real del terremoto y son
difícilmente aplicables en zonas deshabitadas.
Escala de Mercalli modificada (MM)
GRADO
I. Muy débil
II. Débil
III. Leve
IV. Moderado
V. Fuerte
VI. Bastante fuerte
VII. Muy fuerte
VIII. Destructivo
IX. Ruinoso
X. Desastroso
XI. Muy desastroso
XII. Catastrófico
DESCRIPCIÓN
No se advierte sino por unas pocas personas y en condiciones de perceptibilidad
especialmente favorables.
Sólo es percibido por algunas personas en reposo, particularmente por las que se
encuentran en los pisos superiores
Se percibe en los interiores de los edificios y casa
Los objetos colgantes oscilan visiblemente. La sensación percibida es semejante a la
que produciría el paso de un vehículo pesado. Los automóviles detenidos se mecen.
La mayoría de las personas lo perciben aún en el exterior. Los líquidos oscilan dentro
de sus recipientes y pueden llegar a derramarse. Los péndulos de los relojes alteran su
ritmo o se detienen. Es posible estimar la dirección del movimiento sísmico.
Lo perciben todas las personas. Se siente inseguridad para caminar. Se quiebran los
vidrios de las ventanas, la vajilla y los objetos frágiles. Los muebles se desplazan o se
vuelcan. Se hace visible el movimiento de los árboles, o bien se les oye crujir.
Los objetos colgantes se estremecen. Se experimenta dificultad para mantenerse en
pie. Se producen daños de consideración en obras de albañilería mal construidas o
mal proyectadas. Se dañan los muebles. Caen trozos de mampostería, ladrillos,
parapetos, cornisas y diversos elementos arquitectónicos. Se producen ondas en los
lagos.
Se hace difícil e inseguro el manejo de vehículos. Se producen daños de consideración
y el derrumbe parcial de edificios bien construidos. Se quiebran las ramas de los
árboles. Se producen cambios en las corrientes de agua y en la temperatura de
vertientes y pozos.
Pánico generalizado. Todos los edificios sufren grandes daños. Las casas sin
cimentación se desplazan. Se quiebran algunas canalizaciones subterráneas. La tierra
se fisura.
Se destruye gran parte de las estructuras de albañilería de toda especie. El agua de
canales, ríos y lagos sale proyectada a la ribera.
Muy pocas estructuras de albañilería quedan en pie. Los rieles de las vías férreas
quedan fuertemente deformados. Las cañerías subterráneas quedan totalmente fuera
de servicio.
El daño es casi total. Se desplazan grandes masas de roca. Los objetos saltan al aire.
Los niveles y perspectivas quedan distorsionados.
En la actualidad se usan más las escalas de magnitud, que miden la energía liberada. En todo el
mundo se utiliza la escala de Richter, que es logarítmica y cada grado corresponde a un
incremento de la energía de unas 32 veces, es decir un terremoto de grado 6 libera 32 veces
más energía que uno de grado 5 y unas 1000 veces más energía que uno de magnitud 4. Los
mayores terremotos registrados han sido de magnitud alrededor de 9.
4. Distribución de terremotos según la tectónica de placas.
Las zonas de riesgo sísmico coinciden, en líneas generales, con las de riesgo volcánico y con los
límites de placas. Se denomina índice de sismicidad al número de terremotos anuales que
ocurren en una región por cada 100 000 km2 de superficie.
La mayor parte de la energía se libera en el círculo circumpacífico y la franja mediterráneoasiática, con focos progresivamente más profundos según aumenta la distancia a la fosa
oceánica (zonas de Wadati-Benioff). Otras áreas de alto riesgo son las fallas transformantes,
donde los focos se localizan hasta 80 km de profundidad, mientras que los terremotos
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generados en las dorsales y rifts continentales son de foco somero y, aunque frecuentes, son
de baja intensidad. Finalmente, cabe la posibilidad de terremotos en antiguas fallas intraplaca y
en zonas de reajustes postorogénicos.
5. Riesgo sísmico
Podemos distinguir entre riesgos primarios y secundarios o asociados.
5.1. Riesgos primarios: Son consecuencia directa de la transmisión de las ondas sísmicas.
- Vibración del suelo: El resultado es el desplome de edificios y destrucción de presas,
puentes, carreteras, etc. La importancia de los daños atribuibles a las vibraciones depende
de varios factores: intensidad de la vibración, que es mayor cuanto más cerca del epicentro
y mayor sea la magnitud del terremoto; duración de los temblores, que suele ser inferior a
un minuto; naturaleza del terreno, ya que los sedimentos blandos amplifican las
vibraciones, por lo que los daños son mayores que en las rocas duras; y diseño de las
estructuras, pues los edificios de estructura de acero resisten más las vibraciones
- Licuefacción: Fenómeno generado por las vibraciones, consistente en que los materiales no
consolidados y saturados de agua se convierten en un fluido móvil, por lo que los edificios
se hunden.
- Corrimiento de tierras: Las vibraciones del suelo o la licuefacción son la causa del
deslizamiento de las laderas, fenómeno importante en zonas de relieve acusado.
5.2. Riesgos secundarios o asociados
- Incendios: Es el riesgo asociado más importante; son causados por la destrucción de
infraestructuras como conducciones de gas y tendidos eléctricos.
- Modificaciones en el terreno: Debidas al desplazamiento a lo largo de las fallas y al
deslizamiento de las laderas, producen alteraciones en los acuíferos y desviaciones del
cauce de los ríos, con sus consiguientes efectos
- Seiches: Son oscilaciones rítmicas del agua contenida en lagos, embalses y bahías. Pueden
alcanzar varios metros de altura, barriendo las orillas y debilitando los muros de las
construcciones
- Tsunamis o maremotos: Son olas de pequeño tamaño y gran velocidad (pueden superar los
900 km/hora) en océano abierto, pero que al llegar a la costa se frenan y aumentan de
altura (hasta más de 30 m), precipitándose sobre la costa con una inmensa fuerza. Suelen
producirse por el desplazamiento vertical del suelo oceánico durante un terremoto.
6. Planificación del riesgo sísmico
Como en todos los riesgos podemos adoptar medidas predictivas, preventivas y correctoras
6.1. Medidas predictivas:
Aunque actualmente no es posible predecir un terremoto con total fiabilidad, se están
realizando importantes esfuerzos al respecto, ya que los sismos no se producen al azar, ni
en el espacio ni en el tiempo.
- Predicción espacial: Se utilizan los mapas de peligrosidad y la localización de fallas activas,
las situadas en los límites de placas son más fáciles de detectar que las intraplaca pues se
mueven a más velocidad.
- Predicción temporal: La predicción sísmica a largo plazo (de 30 a 100 o más años) es más
fiable que en el caso del volcanismo, y resulta útil para la adopción de medidas preventivas.
Se realiza mediante estudios estadísticos (método histórico). Resultan significativas las
anomalías estadísticas pues un periodo de inactividad superior al esperado (Laguna sísmica)
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supone una prolongación del tiempo de acumulación de tensiones en la falla y, por tanto,
un incremento del riesgo.
Las predicciones a corto plazo (días o semanas) implica la instalación de redes de vigilancia
con sismógrafos (aparatos que detectan los terremotos) y registran las vibraciones en
gráficas denominadas sismogramas (las cuales permiten localizar el epicentro, la magnitud
y la profundidad del foco). Además del terremoto principal o paroxísmico, en el sismógrafo
se registran otros más débiles que le suelen preceder, los precursores, unos días antes u
horas antes de que tenga lugar el mismo, y otros posteriores o réplicas.
Además de la detección de los precursores se suele recurrir a otros tipos de indicios previos
como cambios en el comportamiento de ciertos animales, disminución de la velocidad de
las ondas P, elevación del suelo, aumento de las emisiones de radón y disminución de la
conductividad eléctrica de las rocas.
6.2. Medidas preventivas:
- Estructurales: Son especialmente eficaces las normas para construcciones sismorresistentes
con la finalidad de reducir la vulnerabilidad. Algunas de estas normas son las siguientes:
No edificar sobre taludes.
Construcciones separadas por amplios espacios, para evitar el choque de edificios durante
la vibración.
Cimientos no rígidos (caucho), capaces de absorber las vibraciones del suelo y permitir la
oscilación del edificio.
Edificios simétricos y rígidos (se consigue reforzando los muros con contrafuertes de acero
colocados en diagonal), para que durante las vibraciones puedan comportarse como una
unidad independiente del suelo.
Los edificios deben carecer de cornisas o balcones y contar con una marquesina en la que
se depositen los cristales caídos.
Se recomienda la instalación de conducciones de gas y agua que sean flexibles o que se
cierren automáticamente.
- No estructurales:
Elaboración de mapas de riesgo para una adecuada ordenación del territorio, con el objeto
de reducir la exposición (evitando, en la medida de lo posible, grandes asentamientos) y
restringir prácticas de riesgo inducido (explosiones nucleares, grandes presas, etc.) en zonas
de alto riesgo.
Establecer las pertinentes medidas de protección civil (información, alerta y evacuación de
la población).
Educación para el riesgo, que posibilita afrontarlo de la forma más correcta
6.3. Medidas correctoras:
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Son prácticamente inexistentes, al no poder impedir que se produzcan terremotos ni
disminuir su magnitud.
7. Áreas de riesgo sísmico en España
La sismicidad en España es consecuencia de la interacción entre la placa Africana, la microplaca
de Alborán y la placa Euroasiática con la microplaca Ibérica (subplaca de la Euroasiática).
Se establecen tres zonas:
Zona primera: limitada por la isosista de grado VI (por lo tanto, por debajo de VI, intensidad
baja).
Corresponde a la mayor parte de la meseta central (macizo hercínico, muy antiguo y
desgastado), a la zona norte (Cantabria, Asturias), a la zona central de Levante (de Tarragona a
Valencia) y a la depresión del Ebro.
Zona segunda: entre las isosistas VI y VIII (intensidad media).
Corresponde a gran parte de Andalucía y provincias al norte de ésta (Badajoz, Ciudad Real,
Albacete,…), del nordeste español (zonas de Cataluña, de Aragón, País Vasco y Navarra), Galicia
y el sistema Ibérico.
Zona tercera: por encima de la isosista VIII (intensidad alta).
Se concentra en las cordilleras Béticas de Andalucía Oriental (Granada y parte de Málaga y
Almería) y Murcia (por la interacción de las microplacas de Alborán e Ibérica con la placa
Africana) y en dos zonas del Pirineo (aragonés y catalán) (erógeno de colisión resultante de la
colisión por una ligera subducción de la microplaca ibérica bajo la europea). Ambas cordilleras
son cordilleras jóvenes que forman parte del cinturón alpino que se extiende desde Gibraltar
hasta el Himalaya.
Las zonas litorales pueden verse afectadas por Tsunamis.
La sismicidad canaria está asociada al vulcanismo.
Aunque no aparece en el mapa, toda la zona occidental de la Península (Galicia y Portugal)
tiene una cierta actividad sísmica debido a una línea de sismos que conecta con la dorsal
Atlántica (falla transformante Azores-Gibraltar).
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ACTIVIDADES
1- ¿Por qué los terremotos son fenómenos repetitivos, de modo que su periodo de retorno es bastante
fijo?
2- ¿Es posible que terremotos de la misma magnitud tengan distinta intensidad, aunque las zonas
afectadas estén a la misma distancia del epicentro? Razona la respuesta.
3- ¿Hay alguna relación entre la sismicidad de nuestro país y las grandes zonas inestables de nuestro
planeta?
4- ¿Por qué puede producirse que en California pronto se producirá un fuerte terremoto?
PREGUNTAS TEMA
1- Sismicidad. Origen de los terremotos. Tipos de ondas sísmicas. Conceptos de hipocentro,
epicentro, magnitud e intensidad de un terremoto
2- Sismicidad: origen de los terremotos, relación entre terremotos y tipos de ondas sísmicas, riesgo sísmico,
planificación antisísmica y áreas de riesgo en España.
PREGUNTAS CORTAS SELECTIVIDAD
1- Cuáles son las ondas sísmicas que producen mayor daño? ¿Por qué?
2- Conceptos de epicentro e hipocentro de un terremoto
3- ¿Qué diferencias existen entre las ondas P y S generadas en un terremoto?
4- Cite los diferentes tipos de ondas sísmicas explicando brevemente las características de
su propagación.
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5- Diferencie entre magnitud e intensidad de un terremoto
6- Compare el riesgo sísmico para dos países situados en entornos geológicos con la misma
peligrosidad sísmica, pero uno de ellos más económicamente desarrollado que otro.
7- ¿El sur de la península Ibérica es una región de riesgo sísmico alto? ¿Por qué?
8- ¿Por qué el sur de la Península Ibérica es una región de riesgo sísmico?
9- Explique las diferencias en la sismicidad entre el centro y el sur de la Península Ibérica.
10- Concepto de riesgo geológico inducido. Ponga un ejemplo
11- Explique brevemente en qué consiste un tsunami.
12- ¿Por qué afirmamos que el núcleo de la Tierra está fundido?
13- Diferencias entre fallas normal e inversa.
PREGUNTAS APLICACIÓN
1- El Sur de la Península Ibérica y el Norte de Marruecos forman parte de un cinturón sísmico que continúa
hacia el Océano Atlántico. En la madrugada del día 24 de Febrero de 2004, un fuerte terremoto de
magnitud 6.4 hizo temblar la región de Alhucemas (lugar del epicentro) en el Norte de Marruecos y
también fue sentido por la población en otras zonas, como en Melilla y en el Sur de la Península Ibérica. El
hipocentro se ha localizado a una profundidad de 13 km. En la Figura A se observan los daños que ha
ocasionado el terremoto en la zona del epicentro. En la figura B se indica con una estrella el lugar exacto
del epicentro.
Epicentro
sísmico
Figura A
Figura B
a. ¿Cuál es el origen de la sismicidad en la región que se ha descrito en el enunciado de la pregunta?
b. ¿Qué tipos de ondas producen daños en las construcciones como los que se observan en la figura A? ¿Qué
diferencias hay entre dichas ondas y otros tipos de ondas sísmicas?
c. ¿Cómo se pueden evitar o minimizar los daños que ocasiona un terremoto?
2- En la figura se ilustra la actividad sísmica global del planeta durante los últimos días de febrero y en los
primeros días de marzo. El día 24 de febrero un importante terremoto con epicentro en el Norte de
Marruecos provocó la muerte a cientos de personas y ocasionó numerosos daños materiales. Observe la
figura detenidamente, cada círculo representa un terremoto y el color de dicho círculo la profundidad
del hipocentro. Responda a las siguientes cuestiones
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Actividad sísmica global desde el 26 de febrero al
3 de marzo de 2004
Actividad sísmica actual
Terremoto en la región de Alhucemas
(Norte de Marruecos)
-900 -500 -300 -150 -70 -33
Profundidad (km)
0
a. ¿Cómo se puede explicar la distribución global de los terremotos en la Tierra?
b. Compare la profundidad de los terremotos en el centro del Océano Atlántico con los que se observan en la
parte occidental del Océano Pacífico, véase al Este de Australia o en Japón, por ejemplo. ¿Por qué se
producen tales diferencias?
c. ¿Cómo se denomina a los terremotos de menor magnitud que se generaron en la región de Alhucemas
posteriores al temblor sísmico de mayor magnitud? ¿Cuánto tiempo puede durar la actividad sísmica en la
citada región?
3- En el mapa de la figura 1 se han localizado los 11 terremotos más grandes registrados en
nuestro planeta desde el año 1900 hasta el 2006. En todos los casos la magnitud ha sido igual o
superior a 8,5. En la Tabla I se detalla la localización exacta, la fecha y la magnitud (M) de los
tres mayores terremotos.
Figura 1: Distribución de continentes y océanos en el mundo y
localización de los principales epicentros sísmicos (1900-2006)
N
1
2
3
Localización
Chile
Alaska
Sumatra
Fecha
22-Mayo-1969
28- Marzo-1964
26-Diciembre-2004
Tabla I. Datos de los terremotos
a) Observe que la mayoría de estos terremotos se sitúan alrededor del Océano Pacífico.
¿Qué tipo de límite de placas litosféricas puede ser responsable de la sismicidad
circumpacífica? Explique en qué consiste dicho límite tectónico.
b) De acuerdo con los datos expuestos, razone si es previsible que se produzcan más
terremotos de magnitudes muy elevadas (superiores a 8,5) en nuestro planeta.
c) Por las características de la zona y de los terremotos, ¿qué medidas se pueden tomar
para disminuir el riesgo sísmico en estas zonas? Razone la respuesta.
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M
9,5
9,2
9,0
TEMA 5: SISMICIDAD
4-
5- En Haití, el día 12 de enero de 2010, se produjo un terremoto de magnitud 7. Dicho temblor
sísmico, que tuvo su hipocentro a 13 km de profundidad, ocasionó más de 222.000 víctimas
mortales, 300.000 heridos, más de un millón de desplazados, la destrucción de casi 100.000
casas e importantes daños materiales.
Observe en la Figura 1 las líneas que delimitan las áreas de distinta intensidad sísmica; y en la
Figura 2 el esquema tectónico de las placas en el Mar del Caribe y zonas adyacentes, con
indicación de los hipocentros de terremotos anteriores.
a. Determine la intensidad máxima del terremoto de Haití a partir de la Figura 1. Determine la
intensidad del terremoto en Puerto Príncipe y en la mayor parte de la República Dominicana.
¿Cómo se podría haber reducido el número de víctimas mortales?
b. A partir del esquema tectónico ilustrado en la Figura 2, identifique las principales placas
litosféricas que se observan. ¿Por qué el área de Haití es sísmicamente activa? Cada letra
mayúscula corresponde con una placa litosférica.
c. A partir de la Figura 2, explique el tipo de límite de placas y la distribución de los hipocentros
sísmicos en el margen Oeste de América Central y al Este del Mar del Caribe.
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TEMA 5: SISMICIDAD
6- En la Figura 1 se muestra una región sísmica de la Tierra situada en la costa de Chile. El día 27 de
febrero de 2010 se produjo un terremoto de magnitud 8,8; su epicentro se localizó a 330 km al suroeste
de Santiago de Chile y el hipocentro estuvo situado a 35 kilómetros de profundidad. En esa misma figura
se muestran también otros terremotos que ha habido desde 1990 hasta la actualidad. En la figura 2, se
indican los terremotos de magnitud 7 o superior que ha habido en la misma zona sísmica, desde 1900
hasta la actualidad
a) ¿Qué placas litosféricas son las responsables de la sismicidad en esa región del planeta?
b) Explique la distribución en profundidad de la sismicidad en esa región.
c) ¿Era lógico suponer que en esta región ocurriría un terremoto de tal magnitud? ¿Es posible que en un futuro haya
terremotos de grandes magnitudes que afecten a Chile? Razone las respuestas
7-
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TEMA 5: SISMICIDAD
8-
10En el mapa de la figura, se muestra la localización del epicentro de un terremoto de magnitud 9,0 que
sucedió el 11 de marzo de 2011 al Este de Japón (representado por una estrella). Su hipocentro se situó a
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TEMA 5: SISMICIDAD
una profundidad de 24 km. La línea negra en este mapa representa el límite entre dos placas litosféricas.
También se observa la localización de otros terremotos que han ocurrido anteriormente en esta región,
representados por círculos de distintos tamaños, que informan de la profundidad de los mismos.
a) A partir del mapa, explique de qué tipo de límite tectónico se trata y por qué son los terremotos en esta región
más profundos hacia el Oeste. ¿La placa identificada en
el
mapa como A es de naturaleza oceánica o continental? ¿Cómo se llama dicha Placa A?
b) De acuerdo con el modelo de la Tectónica de Placas, ¿Es lógico pensar que existan volcanes en Japón?
Justifique su respuesta.
c) Como el epicentro estuvo situado en el mar ¿Qué ha podido suceder después del terremoto? ¿Es posible que
vuelva a ocurrir algún día un terremoto de igual magnitud en esta región? Justifique la respuesta.
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