Escala sismológica de magnitud de momento
La escala sismológica de magnitud de momento (MW) es una escala logarítmica usada para medir y comparar sismos. Está basada en la medición de la energía total que se libera en un terremoto. Fue introducida en 1979 por Thomas C. Hanks y Hiroo Kanamori como la sucesora de la escala de Richter.
Una ventaja de la escala de magnitud de momento es que no se satura cerca de valores altos.1 Es decir, a diferencia de otras escalas, ésta no tiene un valor por encima del cual todos los terremotos más grandes reflejen magnitudes muy similares.
Otra ventaja que posee esta escala es que coincide y continúa con los parámetros de la escala de Richter.
Por estas razones, la escala de magnitud de momento es la más usada por sismólogos para medir y comparar terremotos de grandes proporciones. El Centro Nacional de Información Sísmica (National Earthquake Information Center) de los Estados Unidos, dependiente del Servicio Geológico de EE.UU. (USGS) usa esta escala para la medición de terremotos de una magnitud superior a 3,5.
A pesar de lo anterior, la escala de Richter es la que goza de más popularidad en la prensa. Luego, es común que la prensa comunique la magnitud de un terremoto en «escala de Richter» cuando éste ha sido en realidad medido con la escala de magnitud de momento.1 En algunos casos esto no constituye un error, dada la coincidencia de parámetros de ambas escalas, aunque se recomienda indicar simplemente «magnitud» y evitar la coletilla «escala de Richter» para evitar errores.
Magnitud de momento sísmico
La magnitud de momento sísmico (Mw) resume en un único número la cantidad de energía liberada por el terremoto (llamada momento sísmico, M0). La "w" en el subíndice del símbolo «Mw», proviene de la palabra inglesa «work», que significa «trabajo».
Mw coincide con las estimaciones obtenidas mediante otras escalas, como por ejemplo la escala de Richter. Es decir, Mw permite entender la cantidad de energía liberada por el terremoto (M0) en términos del resto de las escalas sísmicas. Es por esto que se usa Mw en vez de M0 como parámetro de la escala.
Los períodos de oscilación de las ondas sísmicas grandes son proporcionales al momento sísmico (M0). Es por esto que se suele medir la magnitud de momento Mw a través de los períodos de oscilación por medio de sismógrafos.
La relación entre Mw y M0 está dada por una fórmula desarrollada por Hiroo Kanamori en el Instituto de Sismología de California, que es la que sigue:
Obsérvese que la magnitud de momento sísmico (Mw) se obtiene a partir de una función logarítmica con argumento adimensional y por tanto, es una variable adimensional. En cambio, el momento sísmico (M0), al ser una variable que mide energía (fuerza x desplazamiento), tiene como unidad derivada la N x m o dina x cm. Más concretamente, el momento sísmico(M0) es una cantidad que combina el área de ruptura y la compensación de la falla con una medida de la resistencia de las rocas mediante la siguiente ecuación:
, donde:
μ es el módulo de deformación de las rocas involucradas en el terremoto. Usualmente es de 30 gigapascales.2
A es el área de ruptura a lo largo de la falla geológica donde ocurrió el terremoto.
u es el desplazamiento promedio de A.
Comparación con la energía sísmica irradiada
La energía potencial es acumulada en el borde de la falla en la forma de tensión. Durante un terremoto la energía almacenada se transforma y resulta en:
Rotura y deformación de las rocas
Calor
Energía sísmica irradiada
El momento sísmico es una medida de la cantidad total de energía que se transforma durante el terremoto. Solo una pequeña fracción del momento sísmico es convertida en Energía Sísmica Irradiada
, que es la que los sismógrafos registran.
Usando la relación estimada:
Choy y Boatwright definieron en 1995 la magnitud de energía
Comparación con explosiones nucleares
La energía liberada por armas nucleares es tradicionalmente expresada en términos de la energía almacenada en un kilotón o megatón del explosivo convencional trinitrotolueno (TNT).
Muchos académicos aseveran que una explosión de 1kt TNT es más o menos equivalente a un terremoto de magnitud 4 (regla de uso común en sismología). Esto lleva a la siguiente ecuación:
.
Donde
es la masa del explosivo de TNT que es citado para fines comparativos.
Tal comparación no es muy significativa. En los terremotos, al igual que las explosiones de armas nucleares subterráneas, sólo una pequeña fracción de la cantidad total de energía transformada termina siendo radiada como energía sísmica. Luego, una eficiencia sísmica debe ser elegida para una bomba que es citada como comparación. Usando la energía específica del TNT (4.184 MJ/kg), la fórmula indicada anteriormente implica el asumir el hecho de que alrededor del 0,5% de la energía de la bomba es convertida en energía sísmica irradiada
. Para verdaderas pruebas nucleares subterráneas, la actual eficiencia sísmica obtenida varía significativamente y depende del los parámetros de diseño y el lugar de la prueba llevada a cabo.
Terremotos más fuertes por magnitud
En esta tabla se resumen los sismos más grandes del mundo de los cuales se tiene noticia. Acerca de la información de esta tabla:
Las magnitudes están expresadas en , o . En algunos casos son aproximadas.
Nº
1
Fecha y horaGMT
22 de mayo de1960, 15:11
28 de marzo de1964, 03:36
11 de marzo de2011, 14:46
4 de noviembre de1952, 16:58
13 de agosto de1868, 21:30
25 de noviembre de1833, 20:00
27 de febrero de2010, 03:34
15 de agosto de1880, 09:23
31 de enero de1906, 15:36
26 de enero de1700, 17:00
4 de febrero de1965, 05:01
1 de noviembre de1755, 10:16
8 de julio de 1730, 04:45
28 de agosto de1973, 04:05
28 de marzo de2005, 23:09
9 de marzo de 1957, 14:22
11 de abril de 2012
16 de diciembre de1575, 14:30
20 de octubre de1687, 09:15
25 de mayo de 1751
10 de noviembre de1922, 23:53
3 de febrero de1923, 04:58
1 de febrero de 1938
13 de octubre de1963, 05:17
12 de septiembre de2007, 18:10
Magnitud
Nombre
Terremoto de Valdivia de 19603
Terremoto de Alaska de 19644 5
Terremoto del océano Índico de 20046
Terremoto y maremoto de Japón de 20118
Terremoto de Kamchatka de 19529 11 12
Terremoto de Arica de 186813 14
Terremoto de Sumatra de 183315 16 17
Terremoto de Chile de 201018 19 20 21
Terremoto de Illapel de 188022
Terremoto de Ecuador y Colombia de 190624
Terremoto de Valparaíso de 173030
Terremoto de Veracruz de 197331
Terremoto de las islas Andreanof
Terremoto de Indonesia de 2012
Terremoto de Valdivia de 157533
Terremoto de Lima y Callao de 1687
Terremoto de Concepción de 175135
Terremoto de Vallenar de 192236
Terremoto de Kamchatka de 192337
Muertes
5.700 a 10.000
128
230.273
15.836
Desconocido
25.000
524
25
1.500
Desconocido
0
70.000 a 100.000
300
1.200-3.000
1.300
1.526
5
200
600
65
800 aprox.
0
0
2
3
4
5
6
8,8
9
10
11
12
13
15
16
17
19
20
22
23
8,5
8,5
8,5
8,5
24
26
27