Magma development

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Before understanding how magmas develop or form, we must understand what magma is and where they are found. Over the years we have been eyewitnesses to large volcanic eruptions around the world that have impacted us visually, on health or unfortunately have caused significant human and material losses. But they have also given a show when the eruption took place at night, as the bright red color illuminated the surrounding landscape with magma being expelled from the crater of the Volcano. But what is magma and where does it originate?

The ancient Greeks called magma "paste" to what we can understand that magma behaved like a special type of paste, which could be composed of various elements such as volatile liquids, solids and molten rocks; which was expelled with violence towards the outside or in other cases in a slow but progressive way.

So in what exact places on the planet do magma form or develop?

Magmatism is the process of magma formation, therefore, 80% of the magmatism of our planet occurs at the constructive edges of the tectonic plates, under the oceanic ridges, and the rest in subduction zones and in regions located in the inside of the plates, due to the effect of hot spots. (one)

Depending on the process in which we find ourselves, the formation of magma (or partial melting of the rock) will depend on the geothermal energy of the area, which we will explain in the following graph.

The graphic above presents 4 situations in which magma could form or develop. To understand the graph we have to understand that the present red line represents the geothermal curve of the area and the green line represents the temperature of the existing rocks. Furthermore, these conditions occur up to a depth of 500 km and a temperature of up to 2000 ° C. Being clear about these characteristics we can continue that:

1. In situation A, in a normal situation, where there are no ridges, no hot spots and no subduction, magmas cannot develop, since qualitatively for magma to develop or form, it is curved (geothermal and rock) must intersect with each other to start the partial melting of the rocks. And as we can see in areas of our planet where these geological conditions do not exist (subduction, hot spots or dorsal), magma cannot form or accumulate.

2. In oceanic ridge areas, the geothermal gradient increases dramatically compared to normal areas. The geothermal gradient curve before reaching approximately 10 km depth changes irretrievably to a temperature of approximately 1250 ° C, so the geothermal gradient curve qualitatively changes. This makes it intercept with the temperature curve of the rocks at approximately 40 km depth, exceeding 1250 ° C in temperature, thus forming magma in this geological condition.

The fusion under the ridges may be due to the decrease in pressure in the rocks as a consequence of their rise by convective movements, in solid, of the mantle. The rise to the surface of these primary and undifferentiated magmas is the origin of the immense basaltic masses of the ocean floor. (one)

3. Something similar happens in situation C where there is the presence of Hot Spots (hotspot) on Earth. The geothermal gradient increases steadily and progressively, compared to normal areas, until before 100 km depth, reaching temperatures of up to 1500 ° C. Before reaching depths of 100 km, partial melting of the rocks takes place, forming magma, maintaining the temperature almost constantly. Qualitatively the curves on the graph will have intersected.

4. In subduction zones, the geothermal gradient increases steadily and gradually, as if it were a normal condition, but the temperature of rocks in subduction zones decreases from 1250 ° C to 950 ° C, to depths of the 35 km.

Then, the temperature of the rocks increases little by little when we go to greater depths. Upon reaching approximately 85 km depth, partial melting of the rocks occurs, causing magma.

The fusion is produced by the increase in temperature due to the compression of the subducting lithosphere and friction with the rocks of the mantle, to which is added the water that releases and rises. Magmas are formed that will give rise to the typical batholiths of the orogenic zones. (1)

"Geophysics is the science that is in charge of the study of the Earth from the point of view of Physics. It investigates and analyzes the origin of various natural phenomena such as tsunamis, earthquakes, volcanic eruptions, etc., using indirect tools for its study by taking as a basis quantitative methods and methods based on measurements of gravity, magnetic, electromagnetic or electrical fields. " - Science and Geophysics

BIBLIOGRAPHIC REFERENCE

  (1) https://es.m.wikipedia.org/wiki/Magma

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How is the internal heat of the Earth transmitted?

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The Earth, a dynamic planet for thousands of years, has shown us its activity and energy through different physical manifestations such as earthquakes, volcanic eruptions or by the movement of its tectonic plates. All these manifestations have their origin from the interior of our planet. At several hundred kilometers deep, the Earth is a hot planet that is in motion due to the high pressures and temperatures inside, it transmits heat through the different materials and surrounding media until it reaches the Lithosphere where it is going gradually cooling down. But how is the heat inside the Earth transmitted?

The terrestrial globe is made up of rocks, metals and chemical elements that make up the geosphere, divided into three main layers. The crust that measures approximately 70 kilometers; the mantle (the intermediate layer) that is formed by rocks in a semi-solid and liquid state and has a thickness of 3,000 km and, finally, the deepest layer, the nucleus where the highest pressures and temperatures on Earth are recorded, from up to 6,000 degrees centigrade.

When the Planet formed, the Earth's crust cooled until it solidified. However, the lower layers did not do so as quickly as the crust works as an insulator, allowing the mantle and core to maintain their high temperatures. In this way, the Earth works as a great thermal machine, capable of generating its own heat and conserving it inside the globe. (one)

But the heat that is concentrated inside is not static, but is actively in motion, being transmitted from the core to the mantle in different ways. The ways in which Earth's heat is transmitted are by conduction, convection, and radiation. However, all three have different degrees of importance in the different layers of the Earth: in the crust the main means of heat transport is conduction, while in the mantle it is convection and radiation.

Conduction is the way heat is transported from a warmer body to a cooler body with which it is in contact. The efficiency of this depends on a property of the materials that is called thermal conductivity and that tells us what the temperature difference will be caused by a heat flow: the higher the conductivity, the smaller the temperature difference through the material. An example of a good conductor is a metal bar, which when heated at one end will immediately conduct heat to the other end. On the other hand, an example of a bad conductor would be wood, ceramics and air.

Convection is a slightly more complex process that occurs only in fluids (liquids and gases). As the lower part of a fluid is heated, it will expand and become less dense than the colder upper part, so it will tend to rise, so that the cold part will now be in contact with the heat source, repeating itself. forms the process and giving rise to what are called convection cells, in which there are updrafts and downdrafts. This mechanism is going to be generated from a certain value of the temperature difference and depends on the viscosity and density of the fluid.

Radiation is a form of heat transport that is important at high temperatures; In reality, all bodies that have a temperature above absolute zero (zero degrees Kelvin or -273.15 ° C) emit radiation, but the frequency of the radiation emitted is proportional to the temperature of the material: humans emit radiation in the infrared and a piece of iron heated to very high temperatures will begin to emit in the visible spectrum.

In this way we observe that the heat transport inside the Earth will depend on the temperature and the characteristics of the material. The crust behaves like a solid and has relatively low temperatures. The mantle behaves like a fluid and since convection is much more efficient in this case, this is the main means of transport, even though the relatively high temperatures make it possible for energy to also be transported through radiation. (two)

"Geophysics is the science that is in charge of the study of the Earth from the point of view of Physics. It investigates and analyzes the origin of various natural phenomena such as tsunamis, earthquakes, volcanic eruptions, etc., using indirect tools for its study by taking as a basis quantitative methods and methods based on measurements of gravity, magnetic, electromagnetic or electrical fields. " - Science and Geophysics

BIBLIOGRAPHIC REFERENCES
(1) https://www.sostenibilidadedp.es/pages/index/el-calor-de-la-tierra

(2) http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/058/htm/sec_4.htm

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FIELD TERMINOLOGY IN GEOPHYSICS

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Idealized image of the Earth's magnetic field.

When we study Geophysics, we find several terminologies that we must learn in each area of ​​study, in which it is necessary to know and understand them to understand the situation we are in when we find ourselves working. That is why, in Geophysics we will regularly hear the terminology of the word "field". And is that this term is quite common, so we must realize in what circumstances we are using it. For example, we can hear terms such as Field Geophysics, field work, field of Geophysics, fields of Geophysics, among others. It may be that in these terminologies there are sometimes ambiguities, but if we realize well and delve into what it means, we can understand that they are different terminologies, with different meanings although the way of appreciating them are similar.

We can refer to the word field in the work and practice of Geophysics, when we do it in the field, outside our base station, where we take the various readings with equipment, when working in Electrical, Seismic or Magnetic Prospecting, to name a few examples or when we take gravimetric data. All the data collected with the various geophysical equipment we will do in the field, in the area and / or study area.

When mentioning Field Geophysics, let's try to differentiate the work that is done outside our base station (field work) and when we refer to the study of geophysical fields. When speaking of Field Geophysics we are referring to the study of geophysical fields (whether they be magnetic, gravimetric, electrical, etc.) where we collect the relevant data in the field to work on later in the laboratory.

"... measurements in geophysical studies are done in the field, but unfortunately, many are also in the field. Field theory is fundamental to gravity, magnetic and electromagnetic work, and even particle flows and fronts of Seismic waves can be described in terms of radiation fields. Sometimes ambiguity is not important, and sometimes both meanings are appropriate (and intended), but there are times when clear distinctions need to be made. In particular, the term reading of field is almost always used to identify readings made in the field, that is, not at a base station ... "(1)

When we talk about fields in Geophysics, we also want to refer to the existence of natural fields and artificial fields. This means that the natural fields are going to be those that are naturally generated, such as the gravity field or the magnetic fields. Instead artificial fields are going to be created by us, when we inject alternating currents, for example, to generate electromagnetic fields.

"... Geophysics is the science that studies the Earth from the point of view of physics. Its object of study covers all phenomena related to the structure, physical conditions and evolutionary history of the Earth. Being a mainly experimental discipline , uses for its study physical quantitative methods such as the physics of reflection and refraction of mechanical waves, and a series of methods based on the measurement of gravity, electromagnetic, magnetic or electrical fields and radioactive phenomena. In some cases, these methods take advantage of natural fields or phenomena (gravity, earth magnetism, tides, earthquakes, tsunamis, etc.) and in others they are induced by man (electric fields and seismic phenomena) ... "

BIBLIOGRAPHIC REFERENCE
(1) FIELD GEOPHYSICS.pdf, Pag.16.

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TERMINOLOGÍA CAMPO EN GEOFISICA

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Imagen idealizada del Campo Magnético de la Tierra

Cuando estudiamos Geofísica, nos encontramos con varias terminologías que debemos aprender en cada área de estudio, en la que es necesario conocer y entenderlas para comprender la situación en la que estamos cuando nos encontremos trabajando.  Por eso es, que en Geofísica escucharemos con regularidad la terminología de la palabra "campo". Y es que este término es bastante común, por lo que debemos darnos cuenta en qué circunstancias estamos empleándola. Por ejemplo, podremos escuchar términos como Geofísica de Campo, trabajos de campo, campo de la Geofísica, los campos de la Geofísica entre otros. Puede ser que en estas terminologías existan en algunas ocasiones ambigüedades, pero si nos damos cuenta bien y ahondamos en lo que quiere decir, podremos entender que se tratan de terminologías diferentes, con significados diferentes aunque la forma de apreciarlas sean similares. 

Podemos referirnos a la palabra campo en el trabajo y práctica de la Geofísica, cuando la realizamos en el campo, allá afuera de nuestra estación base, donde tomamos las diversas lecturas con equipos, al trabajar en Prospección Eléctrica, Sísmica o Magnética, por citar algunos ejemplos o cuando tomamos datos gravimétricos. Todos los datos recolectados con los diversos equipos geofísicos lo haremos en el campo, en la zona y/o área de estudio.

Al mencionar a la Geofísica de Campo, tratemos de diferenciar el trabajo que se realiza fuera de nuestra estación base (trabajos de campo) y cuando nos referimos al estudio de los campos geofísicos. Al hablar de Geofisica de Campo nos estamos refiriendo al estudio de los campos geofísicos (ya sean magnéticos, gravimétricos, eléctricos, etc.) donde recogemos los datos pertinentes en el campo para trabajarlas luego en laboratorio.

"...las mediciones en estudios geofísicos se realizan en el campo, pero desafortunadamente, muchas también son de campo. La teoría de campo es fundamental para la gravedad, el trabajo magnético y electromagnético, e incluso los flujos de partículas y los frentes de ondas sísmicas se pueden describir en términos de campos de radiación. Algunas veces la ambigüedad no es importante, y algunas veces ambos significados son apropiados (y previstos), pero hay ocasiones en que es necesario hacer distinciones claras. En particular, el término lectura de campo casi siempre se usa para identificar lecturas realizadas en el campo, es decir, no en una estación base..."(1)

Cuando hablamos de campos en la Geofísica, también queremos referirnos a la existencia de campos naturales y campos artificiales. Esto quiere decir, que los campos naturales van a ser aquellos generados de forma natural, como el campo de la gravedad o los campos magnéticos. En cambio los campos artificiales van a ser creados por nosotros, cuando inyectemos corrientes alternas, por ejemplo, para generar campos electromagnéticos.

"...La geofísica es la ciencia que estudia la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina principalmente experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos)..."

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
(1) FIELD GEOPHYSICS.pdf, Pag.16.

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WHAT IS GEOPHYSICS?

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GEOPHYSICS

(1) Geophysics is the science that is responsible for the study of the Earth from the point of view of physics. Its object of study covers all phenomena related to the structure, physical conditions and evolutionary history of the Earth. Being a mainly experimental discipline, it uses physical quantitative methods for its study, such as the physics of reflection and refraction of mechanical waves, and a series of methods based on the measurement of gravity, electromagnetic, magnetic or electric fields and radioactive phenomena. In some cases such methods take advantage of natural fields or phenomena (gravity, earth magnetism, tides, earthquakes, tsunamis, etc.) and in others induced by man (electric fields and seismic phenomena).

Indeed, being Geophysics a science, as such is responsible for studying several criteria or variables related to current physical phenomena that occur on our planet. Such variables can be the following: the temperature of the oceans, the "b" parameter of the earthquakes, the wave equation, Laplace equations, etc. And is that if we pay attention to the term Geophysics, we will realize that it is the study of the Earth through physics. Therefore, quantitative methods are used for the study of the different phenomena that occur daily, always supported by measuring equipment that are responsible for collecting numerical data which the geophysicist must analyze and give a coherent and realistic interpretation of the phenomenon he is studying. Geophysics can be considered as an abstract science, since all phenomena that occur on Earth are governed by mathematics and physics which must be studied to understand how and why certain geophysical events occur.

When we talk about the object of study of Geophysics, we refer to all its branches of study which are variable and different from each other. These branches of study are: climatology, meteorology, seismology, geothermal, geophysical prospecting (electrical, seismic, gravimetric, magnetic, telluric), tectonophysics, geodesy, volcanology, geotechnics, environmental impact, rock mechanics, soil mechanics, hydrogeology, oceanography, geomagnetism, gravimetry, natural resources, paleomagnetism, aeronomy, spatial geophysics among others.

All these branches of Geophysics help us to study and understand the physical properties of our planet and all the phenomena that occur, since all of these have their physical foundation and are governed by mathematics. Thus, every person who wishes to study Geophysics must have mastery of physics and mathematics, since these two sciences will help us study Geophysics. And why do we say that they have to have mastery of physics and mathematics? These two fundamental sciences will help us to conduct research in geophysics. You can visit our content of Geophysics and Mathematics.

(2) We can also say of Geophysics, which is a part of Geology that studies the structure and composition of the Earth and the physical agents that modify it. Geology uses all the methods that Geophysics employs, since they consider it a support tool for competent Geology studies.

"Geophysics is the science that is responsible for the study of the Earth from the point of view of Physics. Investigates and analyzes the origin of various natural phenomena such as tsunamis, earthquakes, volcanic eruptions, etc. based on indirect tools for study taking as a basis quantitative methods and methods based on gravity measurements, magnetic, electromagnetic or electrical fields. " - Science and Geophysics

BIBLIOGRAPHIC REFERENCES

(1) https://es.wikipedia.org/wiki/Geofísica

(2) https://www.google.com/search?q=Dictionary#dobs=geophysics

* We respect copyright. We thank Hidrogeocorp for the image of this entry for informational purposes only.

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¿Cómo se transmite el calor interno de la Tierra?

GEOFÍSICA + GEOTERMIA

La Tierra, un planeta dinámico desde hace miles de años, nos ha demostrado su actividad y su energía a través de diferentes manifestaciones físicas como terremotos, erupciones volcánicas o por el movimiento de sus placas tectónicas. Todas estas manifestaciones tienen su origen desde el interior de nuestro planeta. A varios cientos de kilómetros de profundidad, la Tierra es un planeta caliente que se encuentra en movimiento debido a las altas presiones y temperaturas en su interior, va transmitiendo calor a través de los diferentes materiales y medios circundantes hasta llegar a la Litosfera donde se va enfriándose gradualmente. ¿Pero cómo se transmite el calor del interior de la Tierra?

El globo terrestre está compuesto por rocas, metales y elementos químicos que conforman la geoesfera, dividida en tres capas principales. La corteza que mide aproximadamente 70 kilómetros; el manto (el estrato intermedio) que está formado por rocas en estado semisólido y líquido y tiene un espesor de 3.000 km y, por último, la capa más profunda, el núcleo donde se registran las presiones y temperaturas más altas de la Tierra, de hasta 6.000 grados centígrados.

Cuando se formó el Planeta, la corteza terrestre se fue enfriando hasta solidificarse. No obstante, las capas inferiores no lo hicieron tan rápidamente ya que la corteza funciona como aislante, permitiendo que el manto y el núcleo mantengan sus altas temperaturas. De esta manera, la Tierra funciona como una gran máquina térmica, capaz de generar su propio calor y conservarlo en el interior del globo. (1)

Pero el calor que se concentra en su interior no es estático sino, se encuentra activamente en movimiento transmitiéndose desde el núcleo al manto de diferentes maneras. Las formas en la que se transmite el calor de la Tierra son por conducción, convección y radiación. Sin embargo, los tres tienen diferente grado de importancia en las diferentes capas de la Tierra: en la corteza el principal medio de transporte de calor es la conducción mientras que en el manto lo es la convección y radiación.

La conducción es la forma como se transporta el calor de un cuerpo más caliente a uno más frío con el cual se encuentra en contacto. La eficiencia de ésta depende de una propiedad de los materiales que se llama conductividad térmica y que nos dice cuál será la diferencia de temperatura provocada por un flujo de calor: a mayor conductividad menor será la diferencia de temperatura a través del material. Un ejemplo de buen conductor lo es una barra de metal, la cual al ser calentada en uno de sus extremos inmediatamente conducirá el calor hasta el otro extremo. Por otro lado, un ejemplo de mal conductor lo sería la madera, la cerámica y el aire.

La convección es un proceso un poco más complejo que se da solamente en fluidos (líquidos y gases). Al ser calentada la parte inferior de un fluido, ésta se expandirá y se volverá menos densa que la parte superior más fría, por lo cual tenderá a subir, con lo que la parte fría quedará ahora en contacto con la fuente de calor repitiéndose de esta forma el proceso y dando origen a lo que se llama celdas de convección, en las cuales existen corrientes ascendentes y descendentes. Este mecanismo se va a generar a partir de un cierto valor de la diferencia de temperatura y depende de la viscosidad y densidad del fluido.

La radiación es una forma de transporte de calor que es importante a temperaturas altas; en realidad todos los cuerpos que tienen temperatura por arriba del cero absoluto (cero grados Kelvin o -273.15°C) emiten radiación, pero la frecuencia de la radiación emitida es proporcional a la temperatura del material: los seres humanos emitimos radiación en el infrarrojo y un trozo de hierro calentado a temperaturas muy altas empezará a emitir en el espectro visible.

De esta forma observamos que el transporte de calor en el interior de la Tierra va a depender de la temperatura y de las características del material. La corteza se comporta como un sólido y tiene temperaturas relativamente bajas. El manto se comporta como un fluido y como la convección es mucho más eficiente en este caso, ése es el principal medio de transporte, aun cuando las temperaturas relativamente altas hacen posible que la energía también se transporte por medio de la radiación. (2)

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
(1) https://www.sostenibilidadedp.es/pages/index/el-calor-de-la-tierra
(2) http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/058/htm/sec_4.htm

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¿Qué es Geofísica?

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GEOFÍSICA

(1) La geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina principalmente experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos). 

Efectivamente, siendo la Geofísica una ciencia, como tal se encarga de estudiar varios criterios o variables relacionadas a los fenómenos físicos actuales que suceden en nuestro planeta. Tales variables pueden ser los siguientes: la temperatura de los océanos, el parámetro "b" de los sismos, la ecuación de la onda, ecuaciones de Laplace, etc. Y es que si ponemos atención en el término Geofísica, nos daremos cuenta que es el estudio de la Tierra por medio de la física. Por ello que se utilizan métodos cuantitativos para el estudio de los diferentes fenómenos que se producen diariamente apoyados siempre de equipos de medición que se encargan de recoger datos numéricos los cuales el geofísico debe analizar y darle una interpretación coherente y realista sobre el fenómeno que está estudiando. Se puede considerar a la Geofísica como una ciencia abstracta, ya que todos los fenómenos que suceden en la Tierra están gobernados por las matemáticas y la física las cuales se deben estudiar para comprender cómo y porqué suceden ciertos eventos geofísicos.

Cuando hablamos del objeto de estudio de la Geofísica, nos referimos a todas sus ramas de estudio las cuales son variables y diferentes entre si. Estas ramas de estudio son: la climatología, meteorología, sismología, geotermia, prospección geofísica (eléctrica, sísmica, gravimétrica, magnética, telúrica), tectonofísica, geodesia, volcanología, geotecnia, impacto ambiental, mecánica de rocas, mecánica de suelos, hidrogeología, oceanografía, geomagnetismo, gravimetría, recursos naturales, paleomagnetismo, aeronomía, geofísica espacial entre otras.

Todas estas ramas de la Geofísica nos ayudan a estudiar y comprender las propiedades físicas de nuestro planeta y todos los fenómenos que ocurren, ya que todos éstos tienen su fundamentación física y son gobernados por las matemáticas. Es así, que toda persona que desee estudiar Geofísica debe tener dominio de física y matemáticas, ya que éstas dos ciencias nos ayudarán a estudiar Geofísica. ¿Y porqué decimos que tienen que tener dominio de física y matemáticas? Estas dos ciencias fundamentales nos ayudarán a realizar investigación en geofísica. Puedes visitar nuestro contenido de Geofísica y las Matemáticas. 

(2) También podemos decir de la Geofísica, que es una parte de la Geología que estudia la estructura y composición de la Tierra y los agentes físicos que la modifican. La Geología usa todos los métodos que emplea la Geofísica, ya que la consideran una herramienta de apoyo para los estudios competentes de la Geología.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1) https://es.wikipedia.org/wiki/Geofísica

(2) https://www.google.com/search?q=Diccionario#dobs=geofísica

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Desarrollo de magma.

GEOFISICA + GEOTERMIA

Antes de comprender como se desarrollan o se forman los magmas debemos comprender qué es un magma y donde se encuentran. A lo largo de los años hemos sido testigos oculares de grandes erupciones volcánicas alrededor del mundo que nos han impactado en forma visual, en la salud o por desgracia han producido cuantiosas pérdidas humanas y materiales. Pero también han regalado espectáculo cuando la erupción se desarrollaba de noche, como el color brillante rojo iluminaba el paisaje circundante con el magma siendo expulsada del cráter del Volcán. ¿Pero qué es el magma y dónde se origina?

Los antiguos griegos llamaban al magma "pasta" a lo que podemos entender que el magma se comportaba como un tipo de pasta especial, el cual podía estar compuesto de varios elementos como líquidos volátiles, sólidos y rocas fundidas; el cual era expulsada con violencia hacia el exterior o en otros casos de forma lenta pero progresiva. 

Entonces, ¿En qué lugares exactos del planeta se van formando o desarrollando magma? 

El magmatismo es el proceso de formación de magma, por lo que, el 80 % del magmatismo de nuestro planeta se produce en los bordes constructivos de las placas tectónicas, bajo las dorsales oceánicas, y el resto en zonas de subducción y en regiones localizadas en el interior de las placas, por efecto de puntos calientes. (1)

Dependiendo del proceso en el que nos encontremos, la formación de magma (o fusión parcial de la roca) dependerá de la geotermia de la zona la cual explicaremos en el siguiente gráfico.

El gráfico anterior presenta 4 situaciones en las que se podría formar o desarrollar magma. Para entender el gráfico tenemos que comprender que la línea roja presente representa la curva de geotermia de la zona y la línea verde representa la temperatura de las rocas existentes. Además que éstas condiciones se presentan hasta en una profundidad de 500 km y una temperatura de hasta 2000 °C. Teniendo clara estás características podemos continuar que:

1. En la situación A, en una situación normal, donde no existe ni dorsales, ni puntos calientes y no existe subducción no se pueden desarrollar magmas, ya que cualitativamente para que se desarrolle o se forme magma está curvas (geotermia y Temperatura de la roca) deben intersecarse entre ellas para que se dé inicio a la fusión parcial de las rocas. Y como podemos ver en zonas de nuestro planeta donde no existan estas condiciones geológicas (subducción, puntos calientes o dorsales) no podrá formarse ni acumularse magma.

2. En zonas de dorsales oceánicas, el gradiente geotérmico aumenta drásticamente en comparación de zonas normales. La curva de gradiente geotérmico antes de llegar aproximadamente a los 10 km de profundidad cambia irremediablemente hasta una temperatura aproximada de 1250°C, por lo que cualitativamente la curva de gradiente geotérmico cambia. Esto hace que se intercepte con la curva de temperatura de las rocas aproximadamente a los 40 km de profundidad sobrepasando los 1250°C de temperatura, formándose de esa manera, en esa condición geológica, magma.

La fusión bajo las dorsales puede deberse a la disminución de la presión en las rocas como consecuencia de su ascenso por los movimientos convectivos, en sólido, del manto. El ascenso a la superficie de estos magmas primarios y sin diferenciar es el origen de las inmensas masas basálticas de los fondos oceánicos. (1)

3. Algo similar sucede en la situación C dónde existe la presencia de Puntos Calientes (hotspot) en la Tierra. El gradiente geotérmico va aumentando constante y progresivamente, en comparación que en zonas normales, hasta antes de los 100 km de profundidad alcanzando temperaturas de hasta 1500°C. Antes de llegar a profundidades de los 100 km se produce la fusión parcial de las rocas formándose magma manteniendo casi constantemente la temperatura. Cualitativamente las curvas en el gráfico se habrán intercectado. 

4. En zonas de subducción, el gradiente geotérmico va incrementándose constantemente y gradualmente, como si se tratase de una condición normal, pero la temperatura de las rocas en zonas de subducción va decreciendo desde los 1250 °C hasta los 950°C, hasta profundidades de los 35 km. 

Luego, la temperatura de las rocas va incrementándose poco a poco cuando vamos a mayores profundidades. Al llegar a los 85 km aproximadamente de profundidad, ocurre la fusión parcial de las rocas originándose magma.

La fusión se produce por el aumento de la temperatura por la compresión de la litosfera que subduce y fricción con las rocas del manto, a lo que se añade el agua que libera y asciende. Se forman los magmas que darán lugar a los batolitos típicos de las zonas orogénicas. (1)

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

 (1) https://es.m.wikipedia.org/wiki/Magma

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Desarrollo de volcanes en 3D

Estudiar los volcanes existentes en cualquier área o región en forma remota o insitu, recolectando datos de campo, muestras de ceniza para su análisis químico o registrando los sismos volcano tectónicos producidos por el volcán en sí es muy interesante y emocionante. ¿Pero que pasaría si recolectas toda esa información en una sola data y lo que generas en forma virtual donde puedes manipular los datos directamente?

Todo geofísico está en la capacidad de poder hacerlo, con los conocimientos técnicos adecuados se pueden realizar simulaciones muy diferente a las visualizaciones 3D generados por computadora. De esta forma se puede obtener una idea más clara de lo que está pasando en el volcán. Y si a eso le agregamos la simulación en tiempo real sería mucho mejor. La data geofísica obtenida en campo es lo que recuperamos en una hora y tiempo determinado para posteriormente transformarla en una data más sólida y consolidarla en una imagen 3D más realista. Datos GPS, latitudes y longitudes de los sismos, magnitudes o profundidades son importantes para el desarrollo de esta herramienta visual más impactante y profesional.

Estos modelos nos ayudan a entender mejor la evolución de la sismicidad bajo el volcán y cómo esta va migrando en las inmediaciones del edifico volcánico. La distribución de los sismos modelados nos muestra la actividad sísmica relacionada a procesos de fractura de rocas originados por la dinámica eruptiva del volcán.

Una de las herramientas que podemos utilizar para el desarrollo de volcanes en 3D es el Software ArcGis con su visor 3D de Esri.

El vídeo mostrado es la presentación del Mapa Sísmico del volcán Misti en Perú - Arequipa donde se puede observar claramente los hipocentros de los sismos con sus respectivas profundidades, claro ejemplo de la herramienta fundamental para el análisis, estudio, evolución y comportamiento de un volcán.

Puedes ver más Volcanes en 3D ingresando desde aquí

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REFERENCIAS.
Instituto Geofísico del Perú

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Currents of Internal Convection (GEOTHERMAL)

In 1912 Alfred Wegener began his studies in the Theory of the Continental Drift but in his beginning it was discarded since his theory lacked a mechanism to explain the drift of the continents. In his original work, he proposed that the continents move on another denser layer of the Earth that made up the ocean floor and what extended beneath them.

For the year 1960 the Theory of the Continental Drift and the Expansion of the Oceanic Fund were included in the Theory of Plate Tectonics. According to this theory, the displacement of the continents has happened for thousands of years with the global convection of the mantle, causing the lithosphere to be reconfigured and permanently displaced. Originating in this way earthquakes around the world.

The Earth is divided into three parts. The innermost and warmest, the core, with temperatures higher than 6000 degrees Celsius, main participant in the generation of heat of our planet. Continue the middle part. the Mantle, and finally the coldest part of the planet where it shelters life, the Lithosphere. Who gives their own heat to our planet is the Nucleus, behaving like a large nuclear reactor, transmitting the heat of the Nucleus to its surface. But how does the Mantle react to the high heat and temperature exposed by the Core?

Everything starts in the Nucleus. With the radioactive decay of its heavy elements such as thorium, among others gradually heating everything around. The physical properties of the materials allow the transfer of heat to the areas closest to the Lithosphere. But on the way they lose their heat capacity gradually cooling. Due to the difference in density between the materials, the material with higher density returns to the mantle, while the materials that have lower density ascend transforming into a continuous and repetitive cycle. This is called Mantle Convection.

In if the convection of the mantle occurs in the upper mantle. This reaches up to 700km. of approximately depth. It is made up of generally solid materials but flows because it is close to its melting point. It is hotter in its central zone and colder on the surface than what we understand as a Geothermal Gradient. You lose heat by driving through the lithosphere.

But how does convection occur?

Most of the mantle is fluid because the core is responsible for heating it to near its melting point. Because of its fluidity, convection currents are produced by transporting the hottest and least dense material to the surface.

The material of the mantle flows horizontally and in contact with the lithosphere loses heat and increases its density and when it is sufficiently dense it starts to descend. In the descent and horizontal travel in contact with the lower mantle it is heated again to ascend again. This is also called convection cells.

But is it possible that these convection currents are trailed throughout the planet?

The displacement movement of the tectonic plates is not in one direction, they do it in different directions. So that would give a perspective that in the mantle not only a global convection but several are produced.

Some interpretations on hypotheses presented on the movement of the plates is that for each plate there is a movement of its own convection. But is this true? If we observe the tectonic plates of the whole planet we can realize that there are some of them that are of sizes and / or of greater proportions than other plates, so to hold the hypothesis of a convection cell for one of these giant plates would lack basis. This is because in order for a tectonic plate of greater proportions to move, it would need an even larger convection cell than the others extending deeper into the mantle.

So how do they move? One of the current hypotheses that is being handled is that there are convection cells that extend only in the upper mantle up to 700km deep. To more depth there are other currents of convection that would feed the convection cells located in the upper mantle giving them the energy necessary to move the plates.

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Corrientes de convección interna (GEOTERMIA)

Simulación de las corrientes de convección en el Manto

En 1912 Alfred Wegener iniciaba sus estudios en la Teoría de la Deriva Continental pero en su inicio fue descartada ya que su teoría carecía de un mecanismo para explicar la deriva de los continentes.  En su trabajo original propuso que los continentes se desplazaban sobre otra capa más densa de la Tierra que lo conformaba el fondo oceánico y lo que se prolongaba debajo de ellos.

Para el año 1960 la Teoría de la Deriva Continental y la Expansión del Fondo Oceánico quedaron incluidos en la Teoría de la Tectónica de Placas. Según esta teoría el desplazamiento de los continentes sucede desde hace miles de años con la convección global del Manto, haciendo que la Litosfera sea reconfigurada y desplazada permanentemente. Originándose de esta manera los sismos alrededor del mundo.

La Tierra está divida en tres partes. La más interna y caliente, el núcleo, con temperaturas mayores a los 6000 grados centígrados, principal partícipe en la generación de calor de nuestro planeta. Continúa la parte media. el Manto, y por último la parte más fría del planeta donde alberga vida, la Litosfera. Quien le da su calor propio a nuestro planeta es el Núcleo, comportándose como un gran reactor nuclear, transmitiendo el calor del Núcleo hasta su superficie. Pero ¿Cómo reacciona el Manto al calor y temperatura elevadas expuesta por el Núcleo?

Todo inicia en el Núcleo. Con la desintegración radioactiva de sus elementos pesados como el Torio,  entre otros van calentando gradualmente todo lo que se encuentra alrededor. Las propiedades físicas de los materiales permiten la transferencia de calor a las zonas más cercanas a la Litosfera. Pero en el camino van perdiendo su capacidad calorífica enfriándose gradualmente. Por diferencia de densidades entre los materiales, la materia con mayor densidad regresa al Manto, mientras los materiales que poseen menor densidad ascienden transformándose en un ciclo continuo y repetitivo.  A esto se le llama Convección del Manto. Continua leyendo.

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Calor interno de la Tierra

 GEOFISICA - GEOTERMIA

Modelo del núcleo de la Tierra.

Nuestro planeta es uno de los únicos del Sistema Solar que se encuentra en un equilibrio natural a comparación de los otros planetas. A diferencia de nosotros unos son muy calientes y otros demasiado fríos. Nuestro planeta está en el umbral en la temperatura adecuada para que pueda albergar y sustentar la vida. La mayoría de planetas sustentan su propio calor interno y la Tierra es uno de ellos pero ¿Cómo es posible que la Tierra mantenga su propio calor interno? ¿Alguna vez terminará su calor?

El origen del calor interno de nuestro planeta habrá que estudiarla desde la formación de la misma hace ya miles de años por la colisión de fragmentos, fisión nuclear y la desintegración radioactiva de sus elementos pesados son el origen del calor interno de la Tierra.

Si algún día nuestro planeta será un planeta frío?. Sí. En algún momento en el tiempo la desintegración de los elementos pesados de nuestro planeta acabará, enfriándose lentamente. Es inevitable detenerlo pero sucederá.

Gracias a perforaciones realizadas en tiempos anteriores en nuestra litosfera nos dimos cuenta que la temperatura interna aumenta con la profundidad a lo que llamamos Gradiente Geotérmico. Continúa leyendo aqui.

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica

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Geophysical monitoring!

GEOPHYSICS

Simulación Geofísica.

In geophysical studies the interpretation is very important, with it we can determine the success of a geophysical work showing the correct results with the relevant data.

But in geophysics we do not only strive to provide a correct interpretation. Geophysical monitoring is also an important task. Also called geophysical surveillance, we use it to monitor in certain periods of time some natural event, or in some special cases, events originated by man. Usually this monitoring or geophysical monitoring helps us in the forecasting, prevention and early warning of a possible event, disaster or geophysical development.

In this way, geophysical monitoring has an important impact on the well-being of a particular area. In cases that are man-made events, geophysical monitoring helps us in the management and control of a tool or event.

There are several areas in geophysics that can be monitored. In volcanology monitoring is carried out with the help of special cameras in strategic locations, where we can visualize the activity of a volcano, in mining in the area of ​​geotechnics we can monitor the seismic vibrations caused by a blast, in Meteorology we monitor the atmospheric conditions, and thus in different areas in particular to cite other examples.

All this helps us in understanding, analyzing, preventing and forecasting the geophysical behavior of a given event.

The tools used for monitoring are diverse and not unique. Cameras, seismographs, satellites can be used to organize proper geophysical monitoring. The interpretation of monitoring is fundamental to determine whether or not there is an imminent danger or consequently to become over time a geophysical disaster.
A computer, laptop or computer system with Internet access will be essential for the visualization, analysis and correct interpretation of the event in question.

A good tool in the geophysical monitoring of volcanoes are real-time seismograms which aid in the visualization, analysis and study of the seismic signals of the volcano's internal activity and which alert us to a probable or innominant eruption. This gives opportunity to the population for a possible evacuation. For this we rely on a telemetry seismic network. Another way to monitor the activity of a volcano live is by using special cameras (such as webcams) and with an internet connection to transmit live live images to our central base. The important thing is to transmit and disseminate the information in real time.

Our team will carry out monitoring in various areas of Geophysics with the difference that the visualization will be public.

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Monitoreo Geofisico

GEOFISICA

Monitoreo Geofísico en Ecuador.

En estudios geofisicos la interpretación es muy importante,  con ella podemos determinar el éxito de un trabajo geofisico mostrando los correctos resultados con los datos pertinentes.

Pero en geofisica no solo nos esforzamos por brindar una correcta interpretación. El monitoreo geofisico también es una tarea importante.  Llamada también vigilancia geofisica, la usamos para monitorear en determinados periodos de tiempo algun evento natural, o en algunos casos especiales, eventos originados por el hombre. Por lo general este monitoreo o vigilancia geofisica nos ayuda en la previsión, prevención y alerta temprana de un posible evento, desastre o desarrollo geofisico.

Es así de esta forma, que el monitoreo geofisico tiene un impacto importante en el bienestar de una zona en particular. En los casos que sean eventos originados por el hombre, el monitoreo geofisico nos ayuda en la administración y control de una herramienta o evento.

Son varias las áreas en geofisica que se puede realizar un monitoreo. En vulcanologia el monitoreo se realiza con la ayuda de cámaras especiales en ubicaciones estratégicas, donde podemos visualizar la actividad de un volcán,  en minería en el área de geotecnia podemos monitorear las vibraciones sísmicas ocurridas por una voladura, en Meteorología monitoreamos las condiciones atmosféricas, y así en diferentes áreas en particular por citar otros ejemplos.

Todo ésto nos ayuda en la comprensión, análisis, prevención y previsión del comportamiento geofisico de un determinado evento.

Las herramientas que se utilizan para el monitoreo son diversas y no únicas. Se pueden usar cámaras, sismógrafos, satélites para organizar un adecuado monitoreo geofisico. La interpretación del monitoreo es fundamental para determinar si existe o no un peligro inminente o en consecuencia convertirse con el tiempo en un desastre geofisico.
Una computadora, laptop o sistema informático con acceso a Internet será fundamental para la visualización, análisis e interpretación correcta del evento en cuestión.

Una buena herramienta en el monitoreo geofisico de volcanes son los sismogramas en tiempo real los cuales ayudan en la visualización, análisis y estudio de las señales sismicas de la actividad interna del volcán y que nos alertan de una probable o innminente erupción.  Lo cual da oportunidad a la población para una posible evacuación. Para ésto nos apoyamos de una red sísmica telemétrica. Otra manera de monitorear en directo la actividad de un volcán es usando camaras especiales (como webcams) y con una conexión de internet transmitir en directo hasta nuestra base central las imágenes en vivo. Lo importante es transmitir y difundir la información en tiempo real.
 
Nuestro equipo realizará monitoreos en diversas áreas de la Geofisica con la diferencia que la visualización será de manera pública.

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica

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Geophysics Software!

GEOPHYSICS

It is true that one of the important tools for a geophysicist are software, programs or packages and that they themselves help us in the work itself whether in the field or in the laboratory. These packages or softawre can have a wide range of options and processes that help in the work, and it is correct to affirm that more than once we deny these softwares to be able to make a good report in our final work. But choosing the right program should depend on several factors such as our understanding of the package, optimal and reliable results, and of course the type and quality of interpretation that we contribute to the work using the software.

Geophysical software exists a lot. The difference between each of them varies depending on the programmer and the field knowledge that the developer can have with respect to the analysis that is geophysical. In all areas of Geophysics there is software for each task. The most common that we will find are in the areas of seismology, prospecting, geotechnics, soil and rock mechanics, meteorology and climatology and volcanology. Rather, access to most of them is difficult, since some have a license to pay, software of a company itself. The rest are of public use as freeware or demo versions where we can test the operation, appearance and way of working of the package and then acquire them when making a payment for it.

Now, which is also true that we need to work with geophysical software when we have to perform extensive calculations difficult to develop manually. There is no other than using the package. Tasks such as data migration, mathematical calculations, mathematical theorems, data convolution, matrix operations, data deconvolution, data inversion, data correction, infinitesimal calculations, point digitization, topographical corrections, fourier analysis, transform or spectral analysis Are just some examples of our obligation to use software to help us perform those tasks.

We can also classify geophysical software in different ways. Among them we can find data visualization software, visualization of images, processing and analysis of geophysical data, geophysical modeling. The use of them will depend on the type of work we are doing and obviously the area of ​​Geophysics in which we are working.

What we must keep in mind is that more than a support tool for our analysis we should not rely on everything to the software. We are the ones who must give the necessary geophysical interpretation and that is only obtained through experience.

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Software Geofisico

GEOFISICA

Software Geofísico

Es bien cierto que una de las herramientas importantes para un Geofísico son los software, programas o paquetes y que éstos mismos nos ayudan en el trabajo en si ya sea en el campo o en el laboratorio.

Estos paquetes o software pueden tener una variada gama de opciones y procesamientos los cuales ayudan en el trabajo, y es correcto afirmar que más de una vez necesitamos de éstos softwares para poder realizar un buen  informe en nuestro trabajo final. Pero elegir el programa correcto d6ebe depender de varios factores como por ejemplo nuestro buen entendimiento del paquete, resultados óptimos y confiables, y por supuesto del tipo y calidad de interpretación que nosotros mismos aportemos al trabajo usando el software.
Software geofisicos existen mucbos.

La dicerencia entre cada uno de ellos varía dependiendo del programador y los conocimientos en campo que el desarrollador pueda tener con respecto al análisis que en Geofísica se desee dar. En todas las áreas de la Geofísica existen software para cada tarea. Los más comunes que vamos a encontrar son en las áreas de sismología, prospección, geotecnia, mecánica de suelos y rocas, meteorología y climatología y  volcanología. Mas bien el acceso a la mayoría de ellos es difícil, ya que unos cuentan con licencia de pago, software propios de una empresa en sí. Los restantes son de uso público como los freeware o las versiones demo donde podemos probar el funcionamiento, apariencia y forma de trabajar del paquete para luego adquidirlos al realizar un pago por ello.

Ahora, lo que también es cierto que obligadamente necesitamos trabajar con software geofísicos cuando tenemos que realizar cálculos extensos y difíciles de desarrollar manualmente. No hay de otra que recurrir al uso de un paquete. Tareas como migración de datos, cálculos matemáticos, teoremas matematicos, convulacion de datos, operaciones con matrices, deconvulacion de datos, inversión de datos, corrección de datos, cálculos infinitesimales, digitalización de puntos, correcciones topográficas, análisis de fourier, transformadas o análisis espectrales son solo algunos ejemplos de la obligación que tenemos de el de usar un software que nos ayude a desarrollar esas tareas.

Podemos clasificar también los software geofísicos de diferentes formas. Entre ellas podemos encontrar software de visualización de datos, visualización de imágenes, de procesamiento y análisis de datos geofisicos, de modelamiento geofisico. El uso de ellos dependerá del tipo de trabajo que estemos realizando y evidentemente del área de la Geofísica en el que estemos trabajando.

Lo que debemos tener siempre presente es que más que una herramienta de apoyo para nuestros análisis no debemos confiarnos en todo al software. Somos nosotros mismos quienes debemos dar la interpretación geofisica necesaria y eso solo lo obtenemos con la experiencia.

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6 conceptos sobre tremores volcanicos (volcanologia)

GEOFISICA

Un tremor volcánico es una manifestación de que algo está ocurriendo dentro de un volcán. Los sismómetros son la única herramienta y/o equipo que fue diseñada para detectarlos. Los tremores volcánicos son señales sísmicas parecidas a las registradas en un sismograma por un terremoto pero con características diferentes y muy particulares.

Estas solo son algunos conceptos que debes saber sobre la amplitud de los tremores volcánicos.

1. La amplitud de un tremor volcánico es por lo general constante, presentándose durante largos períodos de tiempo. En ocasiones, estos periodos de tiempo pueden durar desde horas hasta días.
2. En algunos volcanes donde hay dos conductos activos,  por ejemplo el volcán Arenal, presentan modulaciones en su amplitud, debido a las interferencias de dos señales de tremor volcánico, con frecuencias parecidas.
3. Los envolventes de la amplitud de un tremor volcánico se pueden modelar con soluciones de ecuaciones diferenciales o funciones exponenciales.
4. Altas amplitudes están correlacionadas con la fuerza de las erupciones, ceniza, vapor o gas.
5. Bajas amplitudes a erupciones de lava o flujos de lava.
6. Algunos volcanes (estromboleanos) pueden existir correlaciones entre la amplitud del tremor volcánico y cambios en la atmosférica.

Pueden haber más conceptos que el geofisico debe manejar sobre la amplitud de los tremores volcánicos. Asi que, iremos agregando más conceptos de éstas amplitudes de los tremores volcánicos.

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica.

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