geosfera y riesgos geológicos internos

GEOSFERA Y RIESGOS GEOLÓGICOS INTERNOS
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
• Litosfera: estructura rocosa que
sirve de soporte a la biosfera,
atmósfera e hidrosfera.
• Manto: estructura dinámica
donde se producen las corrientes
de convección.
• Núcleo:
capa más interna.
Presenta el exterior con material
fundido y en movimiento y el
interior en estado sólido.
DINÁMICA DE LA GEOSFERA
La geosfera se mantiene en equilibrio dinámico, debido a:
• la energía interna del planeta:
– Calor remanente de formación.
– Descomposición de materiales radioactivos.
• La energía externa:
– Radiación solar.
• Los materiales fluidos:
– Atmósfera e hidrosfera en el exterior
– Manto terrestre en el interior.
Diagrama causal
Geodinámica externa
• Procesos del exterior terrestre.
–
–
–
–
Meteorización.
Erosión.
Transporte.
Sedimentación.
• Tienden a nivelar el relieve.
• Debidos a:
– la energía solar que se
traduce en movimiento de
fluidos.
– la energía potencial, que
arrastra los materiales.
Meteorización: Alteración físico-química de la roca, producida
por los agentes geológicos externos, que provoca su
disgregación.
Los agentes geológicos externos:
Erosión: los restos desprendidos
se mueven hacia zonas más bajas.
Sedimentación: Depósito de estos
materiales en zonas de menor
energía potencial.
Geodinámica interna
Acentúa el paisaje
Debida al calor
interno terrestre
originado por:
– Calor remanente de
formación, uniforme.
– Desintegración
radioactivo, variable.
Responsable de las
corrientes de
convección del manto
Placas tectónicas
Tectónica de placas
• La litosfera está dividida en placas, de comportamiento rígido.
• Las placas se desplazan sobre el manto debido a:
– Corrientes de convección. (el material caliente y menos denso
asciende)
– Procesos gravitacionales (el material más frío y más denso, desciende)
.
• En los bordes las placas entran en contacto y se producen seísmos y
volcanes.
– Divergentes – Constructivos: Dorsales oceánicas que generan litosfera
oceánica
– Convergentes – Destructivos: Zonas de subducción, se destruye litosfera
oceánica
– Pasivos – Fallas de transformación: Las placas se desplazan unas respecto a
otras, sin generar ni destruir litosfera oceánica.
Bordes divergentes -Dorsales
Bordes convergentes-Subducción
Bordes pasivos-Fallas de
transformación
Situación de los distintos tipos de
borde de placa
Ciclo de las rocas
Riesgos geológicos
Entendemos por riesgo geológico cualquier
condición del medio geológico o proceso
geológico natural inducido o mixto que pueda
generar un daño económico o social para
alguna comunidad humana, y en cuya
predicción, prevención y corrección han de
emplearse criterios geológicos.
Distribución geográfica de los volcanes
Distribución geográfica de los volcanes
Límites de placa
Intraplaca:
• Zonas de subducción “El
cinturón de fuego del
Pacífico”.
• Dorsales (Islandia)
Son debidos a:
• Punto caliente: zonas de la
litosfera situadas sobre una
pluma térmica. La placa se
desplaza respecto a esta pluma,
generando una serie de volcanes.
• Fracturas
litosféricas:
Acumulación
de
materiales
volcánicos que emergen a través
de fracturas en la placa
litosférica. (Islas Canarias)
Estructura de un volcán
Factores de riesgo volcánico
• Exposición: Total de personas o bienes expuestos a un determinado riesgo.
Las zonas volcánicas suelen estar superpobladas, ya que los volcanes
proporcionan tierras fértiles, recursos minerales y energía geotérmica.
• Vulnerabilidad: Incluye el grado de conciencia ante los peligros, el estado
de las infraestructuras y de las viviendas, la existencia de medidas de tipo
político y la capacidad económica de las personas y las comunidades para
hacerle frente.
La riqueza, la tecnología, la educación y la información disminuyen la
vulnerabilidad.
– Peligrosidad: Depende del tipo de erupción, distribución geográfica, del
área total afectada y del tiempo de retorno.
Estudio de la peligrosidad volcanes
Gases: Movilizan los materiales, al
abrirse la fractura se expanden y
arrastran otros materiales.
En su composición: vapor de agua,
dióxido de carbono, dióxido de
azufre, sulfuro de hidrógeno y
nitrógeno, en menor proporción
cloro e hidrógeno.
Daños Problemas respiratorios o
incluso la muerte.
Coladas de lava
Su peligrosidad depende de su viscosidad, que es función del contenido en
sílice.
• Lavas ácidas de mayor contenido en sílice son muy viscosas, los gases
escapan con dificultad produciendo explosiones que arrastran la lava y
generando lluvia de piroclastos, que presentan gran cantidad de poros,
correspondientes al escape de los gases
. Se desplazan lentamente y
recorren distancias cortas.
• Lavas básicas: muy fluidas, dejan escapar los gases lentamente
(erupciones poco violentas) y recorren grandes distancias.
• Lavas almohadilladas o pillow-lavas: fluidez extrema, emergen con
facilidad y los gases se expulsan con facilidad. Se forman en erupciones
submarinas.
En general:
• En bordes destructivos suelen ser más ácidas y por tanto más
destructivas.
• En dorsales, puntos calientes y fracturas del fondo oceánico
son lavas básicas y más fluidas.
Daños: Destrozos en: cultivos, infraestructuras, incendios, cortes
en las vías de comunicación, arrasar obras humanas (zonas
habitadas), taponar valles y producir inundaciones.
Las lluvias de piroclastos
Son fragmentos de lava lanzados al aire durante la erupción que tras el
enfriamiento caen en forma de lluvia de piroclastos. Se clasifican en
función de su tamaño:
• Cenizas: de pequeño tamaño.
• Lapilli (desde los 2mm)
• Bombas volcánicas: de mayor tamaño y forma fusiformeque
adquieren al rotar en el aire.
Daños:
Daños:
– por impacto
– lluvias de barro
– enfriamiento del clima: se mantienen en suspensión impidiendo la llegada
de la radiación.
– (pueden dañar los motores de avión)
Explosiones:
En general depende de:
– la viscosidad del magma.
– La entrada de agua en la cámara magmática.
Los magmas ácidos por ser menos fluidos impedirán la salida de los
materiales del interior provocando aumentos de presión que provocan
explosiones. Este parámetro se mide según el índice de explosividad:
VEI = (Piroclastos / total de materiales emitidos) x 100
Según este valor los volcanes se clasifican en efusivos y explosivos, aunque en
realidad en cada erupción puede producirse de una u otra manera.
Si se produce la entrada de agua en la cámara magmática, ésta se transforma
en vapor inmediatamente, lo que produce un aumento de presión y una
fuerte explosión: erupción freáto-magmática.
Daños:
• Emisión de gran cantidad
depiroclástos
a
gran
velocidad.
• Desprendimiento de la
ladera del volcán.
• Inundaciones
por
taponamiento de valles.
• Formación
de
nubes
ardientes.
• Calderas volcánicas.
Formación de nube ardiente:
Manifestación volcánica más peligrosa.
Se forma cuando una columna eruptiva, en vez de ascender en el
aire, cae bruscamente y desciende en segundos a gran
velocidad (200/Km) por la ladera del volcán como una nube
de fuego rodante constituida por gases y fragmentos
incandescentes de piedra pómez y cenizas, que deposita por
donde pasa. Puede, incluso superar pequeñas elevaciones del
terreno.
También puede producirse en explosiones laterales del
edificio volcánico.
Cuando los fragmentos incandescentes se detienen, se
solidifican fusionándose, se denominan coladas piroclásticas o
flujo piroclástico.
Daños:
• Daños por combustión.
• Quemaduras graves.
• Muerte por asfixia (por la inhalación de polvo al rojo vivo).
• Destrucción total de todos los bienes materiales.
Formación de un domo volcánico:
Si las lavas son extremadamente viscosas, se depositan en el
cráter y forman una masa que lo tapona, de manera que la lava
no puede salir.
Daños:
La explosión del domo puede producir:
– Agrandamiento del cráter.
– Nubes ardientes
Formación de una caldera:
Tras una gran explosión en la que se desprende gran cantidad de
material, la cámara magmática se queda vacía e inestable, por
lo que se desploma el techo y el cráter se agranda.
La caldera puede llenarse de agua de lluvia, deshielo o ser
invadida por el mar.
Daños:
• Desplome del edificio volcánico.
• Tsunamis.
• Terremotos.
La caldera de la isla de Toba tiene dimensiones impresionantes. Con sus 30 km de ancho y 100 km de
largo. La antigua caldera esta ocupado por un lago en medio de la cual se encuentra la isla de Samosir,
que contiene el domo antiguo del volcán.
Peligros indirectos
Además de la erupción pueden producirse:
–Lahares.
–Tsunamis.
–Movimientos de laderas.
Lahares
Son ríos de barro producidos por la fusión súbita del
hielo de las cumbres de los volcanes más elevados. El
suelo pasa del estado de sol al de gel y desciende por
gravedad, arrastrando todo lo que encuentra a su
paso.
Daños:
El lodo arrasa con todo lo que encuentra a su paso.
Al secarse se endurece cubriendo todo.
Tsunamis:
Olas gigantescas producidas por un terremoto submarino, que
puede originarse por el hundimiento de un edificio volcánico,
al formarse una caldera o por el deslizamiento lateral de una
gran cantidad de materiales volcánicos.
Daños:
Las olas gigantes recorren grandes distancias e inundan las
costas a las que afectan. (el tsunami producido por el Krakatoa
causó 36.417 muertos)
Movimientos de ladera:
Desprendimientos o deslizamientos,
pueden afectar a pueblos y cultivos.
Daños:
Destrucción de bienes materiales
inundaciones por taponamiento de valles.
que
e
Predicción de riesgo volcánico
Se trata de conocer:
• periodo de retorno (frecuencia de erupciones)
• Intensidad de las erupciones.
Para elaborar mapas de riesgo o de peligrosidad,
para delimitar las áreas potencialmente peligrosas.
La fiabilidad no es total, ya que no se puede precisar
con antelación una erupción.
Para su estudio se tiene en cuenta los
precursores volcánicos:
• Pequeños temblores por sismógrafos
• Cambios en la topografía: teodolitos o
inclinómetros
• Variaciones en el potencial eléctrico de las
rocas: magnetómetro
• Anomalías gravimétricas: gravímetro
Además, de imágenes de satélite.
Prevención y corrección
En cada caso se aplicará una de las siguientes estrategias:
– Desviar las corrientes de lava.
– Realizar túneles de descarga del agua de los lagos situados en el cráter,
para evitar los lahares.
– Reducir el nivel de los embalses próximos.
– Instalar sistemas de alarma y planificar los lugares y las normas a
seguir en caso de evacuación.
– Planificar las construcciones en los lugares de alto riesgo (sobre todo si
se trata de volcanes explosivos).
– Ordenación de los usos del territorio.
– Diseñar viviendas que eviten la acumulación de piroclastos (con
tejados muy inclinados o semicirculares).
– Utilizar materiales incombustibles.
Riesgos sísmicos
Terremoto es la vibración
de la Tierra producida
por la liberación brusca
de la energía elástica
almacenada en las rocas
cuando se produce su
ruptura tras haber estado
sometidas a grandes
esfuerzos.
Según la teoría del rebote elástico, las rocas
sometidas
a
esfuerzos
pueden
sufrir
deformaciones elásticas (reduciendo o ampliando
los espacios de separación entre las partículas
que la constituyen). De este modo se acumula
durante años la energía elástica hasta que se
supera el límite de elasticidad, produciéndose la
fractura.
La fractura (falla) supone la liberación repentina
de la energía contenida en las rocas.
Tipos de fallas
Origen de los terremotos
Se pueden originar por tres tipos de esfuerzos:
– Compresivos: Fallas inversas.
– Distensivos: Falla normales.
– Cizalla: Fallas de desgarre o deslizamiento lateral.
Parte de la energía es liberada en forma de calor y otra en
forma de ondas sísmicas, (se produce compresión en las
rocas que se encuentran en el sentido del movimiento y
distensión en las del sentido contrario) que son registradas
por los sismógrafos y registradas en los sismogramas, que
permiten determinar el epicentro, la magnitud y la
profundidad.
Ondas sísmicas:
Las ondas sísmicas se clasifican en:
• Profundas:Se generan en el hipocentro y se propagan en forma
esférica por el interior terrestre. Pueden ser:
– Ondas p: más rápidas (6-10 Km/s) Las partículas de las rocas se
comprimen y dilatan en el sentido del desplazamiento de la
onda.
– Ondas s: las segundas en registrarse (4-6 Km/s) Las partículas
vibran en sentido transversal al desplazamiento.
• Superficiales: Se transmiten de forma esférica desde el epicentro.
Son las que causan la mayoria de los destrozos. Pueden ser:
– Ondas L(love): (2-6 Km/h) movimiento horizontal perpendicular
a la dirección de propagación, en la superficie del terreno.
– Ondas R (Rayleigh) (1-5Km/h) el movimiento es elíptico al
sentido de la propagación. Son las que mejor se perciben.
Parámetros de medida
Existen dos parámetros de medida:
– Magnitud.
– Intensidad.
Magnitud de un seísmo
Energía liberada. Indica el grado de movimiento que ha tenido
lugar en él.
Se mide mediante la escala Richter, que valora de 1 a 10 la
energía elástica (Es) liberada en él.
La representación gráfica se realiza según la siguiente fórmula:
Log Es = 11,8 + 1,5 M
Es = Energía liberada en ergios
M= Magnitud.
Esta escala es logarítmica, recordad que un aumento en un
grado, supone un aumento de, aproximadamente, 32 veces la
energía liberada.
Intensidad de un seísmo
Capacidad de destrucción. Es un parámetro subjetivo que se
utiliza para cuantificar la vulnerabilidad, se miden según la
escala Mercalli.
Si sobre un mapa se indican los datos de la intensidad de un
seísmo en diferentes localidades alrededor del epicentro y se
unen los puntos con la misma intensidad se obtienen líneas
llamadas isosistas, numeradas con los distintos números
romanos, cuyo valor se irá reduciendo al alejarse del
epicentro.
Daños originados por los seísmos
Los daños dependerán de:
– Magnitud.
– Distancia al epicentro.
– Profundidad del foco.
– Densidad de población.
– Tipo de construcciones en la zona.
– Naturaleza del sustrato que atraviesan las ondas,
si están poco consolidados, como arenas o limos,
se amplifica el efecto de las ondas.
Daños generados
Daños en edificios: agrietamiento o desplome.
Daños en las vías de comunicación: dificulta evacuación y aporte de
ayuda.
Inestabilidad en laderas:
Rotura de presas: con riesgo de inundaciones.
Rotura de conducciones de gas y agua.
Licuefacción: En terrenos poco consolidados como arenas y limos
sueltos, que por la vibración del terreno, se convierten en fluidos,
donde los bloques de edificios tienden a hundirse, mientras que las
conducciones y depósitos tienden a flotar.
Tsunamis:
Seiches: Olas inducidas en las aguas continentales, que pueden
provocar desbordamientos en embalses, y dar lugar a inundaciones.
Desviación de cursos de agua y desaparición de acuíferos: por
movilización de las rocas que lo albergan
Métodos de predicción
En la actualidad es imposible conocer el momento exacto del seísmo.
Para predecir un terremoto hay que tener en cuenta:
– Están asociados a los límites de placas.
– La estadística indica que los terremotos ocurren con una periodicidad
constante, ( En China cada 3.000 años se produce un periodo sísmico,
seguido de 1.000 años de calma).
– Los precursores sísmicos:
• Comportamiento de ciertos animales.
• Disminución de la velocidad de las ondas p.
• Elevación del suelo.
• Disminución de la resistividad de las rocas.
• Aumento de las emisiones de radón.
• Seísmos precursores.
Predicción
Mapas de peligrosidad:
A partir del registro histórico marcando la magnitud e intensidad
de cada uno de ellos.
Mapas de exposición:
Se trazan las isosistas concéntricas en las que se registran las
magnitudes.
Localización de fallas activas:
Que se detectan a partir de imágenes de satélite y de
interferometría de radar, y que permite conocer el
desplazamiento relativo de los labios de falla.
Prevención
Medidas estructurales:
•
•
•
Evitar el hacinamiento en las construcciones.
Materiales de construcción resistentes: acero, piedra y
madera, frente al adobe (se desintegra con las vibraciones)
Normas de construcción sismorresitentes:
1.
2.
3.
4.
Evitar modificar la topografía.
Dejar espacios amplios entre los edificios.
Construir en terreno llano, evitando terraplenes.
Conducciones de gas y agua flexibles, que
automáticamente.
se
cierren
Normas de construcción
Sustratos rocosos coherentes:
Construir edificios:
– Simétricos
– equilibrados (en masa)
– altos
– Rígidos (se comportan como una unidad) Mediante
contrafuertes de acero que atraviesan el edificio en
diagonal.
– Con cimientos aislantes (de caucho) que absorben
vibraciones.
– Aislados (para no chocar en las vibraciones)
– Sin cornisas.
– Con marquesinas que reciben los cristales.
Normas de construcción
En suelos blandos
– Edificios bajos (más resistentes a la licuefacción).
– No muy extensos en superficie.
Prevención
Medidas no estructurales:
1. Ordenación del territorio.
2. Protección civil: conjunto de estrategias destinadas a la
protección y restablecimiento del orden. Incluye: la
vigilancia, control, emergencia, alerta y planes de
evacuación.
3. Educación para el riesgo.
4. Establecimiento de seguros.
5. Control de seísmos: como provocar seísmos de baja
intensidad o la inyección de fluidos en las fallas.
Actuación ante un seísmo