Los espectrogramas. Parte II: Terremotos y señales de origen volcánico

Los espectrogramas sísmicos son herramientas útiles ya que permiten de un sólo vistazo reconocer la ocurrencia de terremotos o señales de origen volcánico. Sin embargo, también pueden llevar a error mal interpretados ya que los sismómetros registran todo tipo de ruidos antrópicos (de origen humano) o naturales (leer más). Ya habíamos definido que significan los espectrogramas aquí. Vamos a definir como se ven los terremotos y otras señales de origen volcánico.

Terremotos

Debemos diferenciar entre terremotos locales, regionales o telesismos. Según la distancia a la que ocurra la forma en el espectrograma es diferente. 

Terremotos locales

Se considera terremoto local si se produce a una distancia de la estación sísmica de 300 km o menos. En este caso, la señal que se observa en los espectrogramas del IGN (de 0 a 15 Hz) es una línea vertical ya que los terremotos generan vibraciones en un amplio rango de espectro. El grosor de la línea dependerá de su duración y magnitud.

Si el terremoto es de cierta magnitud (mayor que 3) lo normal es que se vea en casi todas las estaciones de Canarias. Por ejemplo el terremoto de mag 3.9 del 30 de Oct de 2016 al Este de Tenerife. Aquí se muestra el sismograma y espectrogramas desde varias islas:

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Sismograma del terremoto de mag 3.9 del 30 de Nov de 2016

En el sismograma se observa la forma esperable de un terremoto con una primera llegada impulsiva que luego decrece (onda P) y un segundo crecimiento (onda S) que decae con el tiempo (coda). Por lo tanto no sólo hay que mirar el espectrograma sino que a veces el sismograma nos puede dar pistas de que tipo de señal se trata.

Si el terremoto es de poca magnitud la línea es más tenue como se ve en el siguiente espectrograma que muestra 3 pequeños terremotos (magnitud 0.5) en el interior de Tenerife.

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Hay que tener cuidado de no confundir los terremotos con otras señales de ruido antrópico o natural (leer más). Los terremotos suelen ser visibles desde varias estaciones y tienen una señal características. Lo normal es que todos estos terremotos locales en Canarias estén localizados y se pueda consultar en la web del IGN (aquí). Sin embargo, no todos los terremotos pueden ser localizados ya que requieren ser vistos en 3 estaciones sísmicas con cierta calidad por lo que en ocasiones terremotos muy débiles quedan sin localizar. Si quieres saber como se localizan los terremotos pincha aquí.

Terremotos regionales

ridge-ccan_2008-09-10_13-14_sp Son aquellos terremotos producidos a una distancia entre 300 y 1000 km de la estación. Para empezar, las ondas internas del terremoto llegan a frecuencias más bajas y tiene una mayor duración. Esto se debe a que las dispersión de las ondas en el interior de la Tierra es mayor para frecuencias de vibración altas. Además en el caso de Canarias, lo habitual es que estos eventos se produzcan en la dorsal atlántica, activa tectónicamente y que separa continuamente las placas americanas de la euroasiatica y africana. Por tanto, son terremotos submarinos, lo cual produce ondas T. Las ondas T (o terciarias) son las ondas que llegan después de las P y S (más info sobre las P y S aquí). Estas ondas son consecuencia de la interacción de las ondas del terremoto con el agua, generando una onda sónica que se propaga canalizada en una capa de agua (SOFAR) en torno a los 1200 m de profundidad a la velocidad del sonido en el agua (1.5 km/s). En el siguiente espectrograma se ve un terremoto de este tipo donde se observa primero las ondas internas y luego la onda T.

 

Sin embargo, lo normal es que sólo observemos la onda T que puede llegar más lejos debido a su menor dispersión. Es lo que se observa en el siguiente espectrograma. Para reconocer que se trata de una onda T hay que considerar que se suele ver en distintas islas cosa que no ocurriría si fuera una señal de origen local.
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Telesismos

Todo aquel terremoto a una distancia de más de 1000 km de la estación se considera telesismo. Cualquier terremoto de magnitud mayor de 7 en cualquier lugar del mundo se puede observar desde las estaciones sísmicas de Canarias. El sismograma muestra una serie de peculiaridades con una onda de muy largo periodo y que puede durar incluso un par de horas desde la primera llegada. Estas son las ondas superficiales que se producen por la interacción de las ondas internas con la superficie del planeta y que son las causantes de los daños en las proximidades del terremoto. El siguiente es un terremoto de magnitud 7 en Nueva Zelanda. El espectrograma (diario) muestra ondas de muy baja frecuencia pero gran amplitud y duración.

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Señales sismovolcánicas

Terremotos volcano-tectónicos (VT)

Son terremotos producidos por la actividad volcánica. Vistos desde un espectrograma son indistinguibles de los terremotos de origen tectónico. Se observan líneas verticales que abarcan todas las frecuencias. Aunque son indistinguibles individualmente se puede reconocer que son de origen volcánico ya que suelen venir en forma de enjambres de cierta duración y cuyos eventos tienen magnitud parecida. Durante la crisis de El Hierro se localizaron cientos de eventos al día de este tipo como se ve en el siguiente espectrograma. 

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Finalmente debemos definir lo que se considera un enjambre sísmico significativo. Que se produzcan 3 o 4 terremotos en un intervalo de horas o incluso minutos no debe considerarse enjambre. No hay una definición exacta pero a partir de 10 terremotos seguidos sí podría definirse así. Los terremotos VT asociados directamente al movimiento de magma aparecen en forma de enjambres de muchos terremotos mientras que eventos VT aislados en el interior de las islas pueden ser debidos a otras causas relacionadas con la presencia de volcanes pero no directamente con movimientos de magma, como pueden ser alteraciones en el sistema hidrotermal, descargas y cargas de acuíferos, asentamiento de material, etc. Islas como Tenerife generan en su interior cientos de microsismos al año sin aparente relación directa con movimientos de magma. El objeto del proyecto MultiTeide es en parte estudiar a fondo las causas de esta actividad.

Eventos de Largo-Periodo (LP)

Los eventos de largo periodo (LP) son eventos parecidos a terremotos (de segundos de duración) pero de frecuencia más baja (entre 1 y 5 Hz). Estos eventos están asociados al movimiento de fluidos (gases, magma o agua) en el interior de la Tierra. Suelen estar asociados a actividad volcánica de volcanes con cámaras magmáticas someras (Teide, Etna, etc..). En Canarias no hemos observado estas señales desde que hay registro digital de datos sísmicos. El siguiente es un ejemplo en otro volcán (La duración del espectrograma es de un minuto).

Para diferenciarlo de las ondas T de terremotos regionales hay que tener en cuenta que lo normal es que estos eventos no se observen en otras islas como sí suele ocurrir con las ondas T.

Tremor

Es una señal continua de cierta intensidad que puede durar desde minutos a meses. Las frecuencias de vibración del tremor van desde menos de 1 Hz hasta más de 10 Hz, aunque rara vez sale de ese rango. Esta señal viene asociada con movimiento de magma cerca de la superficie. Puede preceder a erupciones de volcanes con cámaras someras, donde suele ser un tremor armónico de frecuencia variable.En el caso de erupciones basálticas (El Hierro, La Reunión) de magmas profundos es raro que el tremor preceda a la erupción y cuando esta comienza es un tremor más caótico sin frecuencias estrechas. El siguiente espectrograma diario muestra el inicio del tremor durante la erupción de El Hierro.chie_2011-10-10_sp

Hay que recordar que una señal de tremor sería detectable desde varias estaciones y que no debe ser confundida con señales de ruido locales y sólo detectadas en una estación.

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Un comentario

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