Apuntes, temas 1-8 Riesgos geológicos PDF

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LOS RIESGOS NATURALES En el estudio de los riesgos naturales se usa el término proceso para referirnos a los modos físicos, químicos y biológicos, por los que sucesos como erupciones volcánicas, terremotos, desprendimientos de tierra e inundaciones afectan a la superficie de la Tierra. La mayor parte de los procesos internos se explican a través de la tectónica de placas.

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Riesgo natural. Es un proceso natural que representa una amenaza para la vida humana o la propiedad. Un suceso en sí no es un riesgo; empieza a ser riesgo cuando amenaza a los intereses humanos. Desastre natural. Es el efecto de un riesgo en la sociedad. Es un término usado cuando la interacción entre los seres humanos y un proceso natural tiene como resultado un daño considerable en la propiedad, heridos o muertes. Catástrofe. Es un desastre masivo que requiere un gasto considerable de tiempo y dinero para la recuperación. Mitigación. Es la reducción de los efectos de un desastre.

Un aspecto importante de todos los riesgos naturales es su potencial para producir una catástrofe, que se define como la situación en la que el daño a las personas, propiedades o la sociedad en general es el suficiente como para que la recuperación / rehabilitación sea un proceso largo y complicado. a) Potencial alto: inundaciones, huracanes, tornados, terremotos, erupciones volcánicas y grandes incendios. b) Potencial moderado: sequías y desprendimientos de tierras. c) Potencial bajo: erosión costera, heladas, rayos y suelos expansivos. El conocimiento de los sucesos históricos y de la historia reciente de una zona es vital para la comprensión y evaluación del riesgo. Antes de poder apreciar realmente la naturaleza y extensión de un riesgo natural se debe estudiar con detalle cuando ocurre históricamente así como cualquier rasgo geológico que pueda producir o al que puede afectar. Estos rasgos geológicos pueden ser formas del terreno (canales, colinas y playas), estructuras (fallas, grietas y rocas plegadas) y materiales de la tierra (flujos de lava, meteoritos y suelo). CICLO GEOLÓGICO Las condiciones geológicas y los materiales determinan en gran medida el tipo, ubicación e intensidad de los procesos naturales. Este ciclo geológico lo componen cuatro subciclos: 1) Ciclo tectónico. Se refiere a los procesos geológicos a gran escala que deforman la corteza terrestre y producen formas del terreno como cuencas oceánicas, continentes y montañas. Estos procesos tectónicos están dirigidos por fuerzas generadas en el

interior de la Tierra. El ciclo tectónico supone la creación, movimiento y destrucción de las placas tectónicas. a. Litosfera y corteza terrestre. La Tierra tiene varias capas internas que difieren en composición o propiedades físicas: i. Litosfera. Es la capa más exterior; además es más fuerte y más rígida que el material más profundo. Posee una profundidad media de 100 km. Su parte superior se denomina corteza (cuyas rocas son menos densas que las de debajo). La corteza oceánica es más densa que la continental, y además es más delgada (7 km). ii. Astenosfera. Es una capa caliente de roca de consistencia fluida y resistencia baja. Está a una profundidad de 250 km. b. Tipos de límites de placa. La litosfera, al contrario que la astenosfera, está partida en grandes trozos llamados placas litosféricas o tectónicas. Los procesos asociados con el movimiento y destrucción de estas placas se conocen como tectónica de placas; y tanto la formación como la destrucción de estas placas tectónicas tienen lugar en sus márgenes o límites. Estos límites pueden ser: i. Divergentes. Se producen cuando las placas se alejan entre sí y se va produciendo litosfera nueva. Se dan en las dorsales oceánicas. En la expansión del fondo oceánico se producen unas grietas de extensión (paralelas a la cresta de la dorsal). A lo largo de estas grietas, la litosfera se escinde formando fisuras. ii. Convergentes. Se producen cuando las placas colisionan. Durante estas colisiones, la placa más densa se hunde bajo la placa menos densa; fenómeno denominado subducción. Los límites de placas con diferente densidad forman zonas de subducción (se forman fosas marinas). Sin embargo, si ambas placas poseen la misma densidad, se producen límites de colisión continental, en donde los bordes de placa que colisionan se arrugan formando montañas. iii. Transformantes. En estos límites, las dos placas tectónicas se deslizan una frente a la otra a lo largo de fallas geológicas conocidas como fallas transformantes. La mayoría ocurren en la corteza oceánica. Sin embargo, hay algunos ejemplos de límites transformantes continentales, como la falla de San Andrés. c. Puntos calientes. En el interior de una placa tectónica se pueden llegar a formar volcanes, que se conocen como puntos calientes. La roca fundida que alcanza la superficie en estos puntos se produce en el manto. Algunos puntos calientes de vida larga pueden ser alimentados por la roca fundida que se origina en el límite entre el núcleo y el manto. Los materiales fundidos están calientes y flotan saliendo a través del manto y de la placa tectónica que lo recubre. Si un punto caliente está anclado en el manto profundo (que se mueve lentamente), permanecerá fijo al desplazarse la placa tectónica de la superficie sobre él. d. Ciclo tectónico y riesgos naturales. Todos los seres humanos están afectados por la tectónica de placas. Estas placas se mueven a razón de 50 mm por año. Los procesos tectónicos en los límites de placas determinan, en gran medida, las propiedades de las rocas y suelos de la superficie. Además, el movimiento de las placas modifica los patrones de las corrientes oceánicas. 2) Ciclo de las rocas. Las rocas son agregados de uno o más minerales. Por su parte, un mineral es una sustancia cristalina natural con unas propiedades definidas. El ciclo de las rocas es el subciclo geológico mayor. Depende del ciclo tectónico como fuente de

calor y energía; del ciclo biogeoquímico para los materiales; y del ciclo hidrológico para el agua. Las rocas se dividen en 3 tipos principales: a. Ígneas. Formadas por cristalización de roda fundida. b. Sedimentarias. Son rocas situadas en la superficie o cerca de ella que se disgregan química y físicamente por meteorización. El tamaño de estas partículas disgregadas varía desde arcilla muy fina hasta grava del tamaño de cantos rodados. Las capas acumuladas de sedimentos presentan litificación, formando rocas sedimentarias. Esta litificación tiene lugar por cementación y compactación. c. Metamórficas. Cuando las rocas sedimentarias están profundamente enterradas experimentan metamorfismo (por el calor, presión o fluidos químicamente activos); formándose así las rocas metamórficas. 3) Ciclo hidrológico. Es el movimiento del agua desde los océanos a la atmósfera y de ahí vuelta a los océanos nuevamente. Está dirigido por la energía solar. El tiempo de residencia es el tiempo medio estimado que una gota de agua permanece en un compartimento, y va desde decenas de miles de años en glaciares hasta nueve días en la atmósfera. 4) Ciclo biogeoquímico. Es la transferencia o circulación de un elemento o elementos a través de la atmósfera, litosfera, hidrosfera y biosfera. Estos ciclos biogeoquímicos están relacionados con los ciclos tectónicos, de las rocas y el hidrológico.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA COMPRENDER LOS PROCESOS NATURALES COMO RIESGOS A) Los riesgos son predecibles a partir de una evaluación científica. Los efectos de un suceso peligroso pueden reducirse si se puede prever y dar la alerta; y para esto se necesita: a. Identificar la localización del riesgo. b. Determinar la probabilidad de que un suceso de una magnitud dada tenga lugar. c. Identificar cualquier suceso precursor que prediga el evento. d. Pronosticar cuando se podría dar el suceso. e. Dar la alarma. B) El análisis de riesgos es un componente importante en la comprensión de los efectos de procesos peligrosos. El riesgo de un suceso determinado se define como el producto de la probabilidad de las veces que ocurre y sus consecuencias (en el caso de que ocurriese). Determinar el riesgo aceptable es complicado, ya que el riesgo que la sociedad o particulares están dispuestos a aceptar depende de la situación; por ejemplo, conducir un coche que es muy arriesgado aunque la mayoría de nosotros lo acepta como parte de vivir en un mundo moderno y bien comunicado; por el contrario, una central nuclear tiene un riesgo aceptable muy bajo, ya que se considera inaceptable una intoxicación por radiación. C) Existen vínculos entre diferentes riesgos naturales así como entre los riesgos y el medio físico. Las conexiones entre procesos naturales que son peligrosos para las personas se clasifican en dos categorías: a. Muchos riesgos están conectados. Ejemplo: los huracanes suelen estar asociados con las inundaciones.

b. Los riesgos naturales están conectados con los materiales de la Tierra. Ejemplo: los afloramientos de pizarra pueden estar conectados con desprendimientos de tierra. D) Sucesos peligrosos que antes producían desastres, ahora producen catástrofes. Esto es debido a que la población humana ha incrementado notablemente su número, al tiempo que en las ciudades hay una gran condensación de la población. Por lo que si un proceso natural azota una ciudad, la cantidad de víctimas será mayor. E) Las consecuencias de los riesgos pueden ser minimizadas. La manera de ocuparnos de un riesgo es principalmente reactiva, es decir, se suele dar justo después de un desastre. No obstante, lo principal sería intentar prevenir los desastres y sus efectos. El efecto de un desastre en la población puede ser directo (personas fallecidas, heridas o desplazadas por causa del suceso) e indirecto (donación de dinero, angustia emocional…). Los efectos indirectos afectan a más personas que los directos. Como respuesta preventiva se pueden usar: a. La planificación del uso de la tierra, que incluye evitar construir en llanuras de inundación, zonas de desprendimientos o lugares de erosión costera. b. Los seguros para tratar los riesgos naturales. c. La evacuación. d. La preparación frente a desastres. e. El control artificial de procesos naturales. RIESGOS QUE PROPORCIONAN UNA FUNCIÓN DE SERVICIO NATURAL A veces los sucesos naturales que se cubran vidas humanas y destruyen propiedades también proporcionan importantes beneficios. He aquí algunos ejemplos: -

Desbordamiento del río Mississippi. Suministra nutrientes a la llanura de inundación y crea suelos fértiles para la agricultura. Falla de San Andrés. Terremotos que pulverizan rocas y que forman una zona impermeable de arcilla llamada pulverización por falla. Debido a este proceso se han producido oasis en el desierto con estanques de agua rodeados de palmeras nativas.

TEMA 2. TERREMOTOS INTRODUCCIÓN Se estima que se producen un millón de terremotos al año, aunque muy pocos son percibidos. Se entiende como magnitud de un terremoto a la cantidad de energía liberada; la intensidad son los efectos del movimiento del suelo en las personas y las estructuras. Definiciones esenciales: -

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Epicentro. Es el lugar de la superficie de la Tierra por encima del cual las rocas partidas se rompen produciendo el terremoto. Hipocentro / Foco. Es el punto de separación o ruptura inicial dentro de la Tierra. Está justo debajo del epicentro. Magnitud momento. Determina, a partir de una estimación del área que se rompe a lo largo del plano de una falla durante el terremoto, la cantidad de movimiento o deslizamiento en la falla y la rigidez de las rocas cerca del foso del sismo. Al igual que la antigua escala Ritchter, la magnitud momento se mide en escala logarítmica; de hecho, la magnitud Ritchter y la magnitud momento son iguales siempre y cuando no se trate de terremotos grandes. La cantidad de movimiento del suelo que tiene lugar en un terremoto está relacionada con su magnitud, profundidad y medio geológico en el que ocurre. La escala magnitud momento proporciona un modo cuantitativo de comparación de terremotos. Al contrario, la intensidad se suele indicar con la Escala Mercalli Modificada, que es cualitativa (va del 1 al 12, y se representa con números romanos). Cada una de estas 12 categorías contiene una descripción de cómo percibe la gente el temblor de un terremoto y la extensión de daño en edificios y otras estructuras hechas por el hombre. La intensidad se suele mostrar en un mapa. El servicio geológico de EEUU (USGS) ha empezado a recabar información de los usuarios que han sufrido un terremoto, a través de internet. Dicha información se usa para preparar un mapa de intensidad internet comunitario, el cual se actualiza en tiempo real. Uno de los principales retos durante un terremoto peligroso es determinar con rapidez dónde es más grave el daño producido; y dicha información está disponible en redes de estaciones sismográficas de alta calidad. Dichas redes transmiten medidas directas del movimiento del suelo tan pronto como finaliza el temblor; información llamada intensidad instrumental, que se utiliza para producir un mapa que muestra el temblor percibido y el daño potencial. Este “mapatemblor” es muy valioso para los equipos de respuesta a emergencias que deben localizar y rescatar personas en edificios derrumbados. Los terremotos se describen con adjetivos basados en su magnitud: o Muy graves: M8 o mayor. o Graves: M7 – M7.9 o Fuertes: M7 – M6.9 Poco importantes: M3 o menor. Sismógrafo. Instrumento que registra el movimiento del suelo (en dirección vertical u horizontal).

PROCESOS DE UN TERREMOTO Los terremotos tienen lugar en los planos débiles de la corteza terrestre, usualmente en presencia de enérgicas fuerzas tectónicas. Los procesos son los siguientes:

1) Proceso de cizallamiento. Las placas litosféricas, al moverse una delante de la otra, aminoran su velocidad por fricción a lo largo de sus límites. Esta acción de freno presiona las rocas en los límites, y como resultado, dichas rocas experimentan tensión o deformación. Cuando la presión de las rocas supera la capacidad para soportarla, las rocas se rompen a lo largo de una falla. Una falla es una fractura o sistema de fracturas en el que las rocas han sido desplazadas. La velocidad de movimiento a largo plazo se conoce como velocidad de deslizamiento. Cuando se inicia una ruptura, ésta se inicia en el foco y después se propaga hacia arriba, hacia abajo y lateralmente a lo largo del plano de falla durante el terremoto. La ruptura repentina de las rocas produce ondas sísmicas. En resumen, se puede decir que las fallas son fuentes sísmicas. Tipos de fallas: a. Falla de desgarre. Los bloques de la Tierra se mueven en dirección horizontal. b. Falla de hundimiento. Los bloques se mueven en dirección vertical. i. Falla inversa. El techo se mueve hacia arriba respecto al muro. El plano de la falla está inclinado un ángulo > 45º. ii. Falla de cabalgamiento. El ángulo es...