¿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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* Respetamos los derechos de autor. Agradecemos a Hidrogeocorp por la imagen de esta entrada para medio solo informativos.

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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

Descarga nuestro e-book acerca del desarrollo de volcanes en 3D en nuestra tienda online!

Mantente al tanto ya que estaremos actualizando constantemente este post.

REFERENCIAS.
Instituto Geofísico del Perú

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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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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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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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Existência de ondas gravitacionais (Geofísica)

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Destaques Ondas Gravitacionais

Em publicações anteriores eu sempre disse que nosso planeta ainda há mistérios para resolver e profundamente analisada. O universo não fugir dela, porque, se apenas os seres humanos podem entender o que está acontecendo em nosso planeta, com o recém ter conhecimento atual em seu universo fase inicial.

O ser humano tem se interessado no meio do século passado para o presente, no estudo e análise de ondas em suas diversas formas (ondas mecânicas, ondas de copular, etc.) e, atualmente, nas ondas gravitacionais previstas pelo cientista alemão Albert Einstein mais de 100 anos atrás. Até poucos anos atrás, os cientistas não acreditam na existência de ondas gravitacionais porque eles não podiam provar cientificamente e não tinha nenhuma evidência física real ou marcas comerciais registradas de tais ondas.

Este conteúdo é amplamente disseminada na internet para o nosso blog proceder a uma análise e vamos tentar no futuro, para investigar ou não as ondas gravitacionais têm alguma conexão com o presente geofísica.

ondas gravitacionais não pode ser percebida diretamente como podemos fazer com as ondas mecânicas que podem sentir e visualizar. A diferença destes, as ondas gravitacionais podem registar as medições do espectáculo no espaço-tempo. Como assim?

 No modo convencional, utilizando luz como um meio natural para estas medições. Distância luz viaja a uma determinada velocidade e, quando há mudanças no espaço-tempo a diferença na luz distância irá indicar a presença de ondas gravitacionais que passaram naquele ponto.

O que faz o espaço-tempo com ondas gravitacionais?

A geração de ondas gravitacionais é dada na dimensão do espaço-tempo, que se tornaria o próprio universo. Esta ideia foi Albert Einstein para analisar a curvatura do espaço-tempo, devido a corpos supermassivos, ou seja, eles têm um muito grande massa do universo. A geração de ondas gravitacionais é dada pelo movimento destes corpos super-massa no universo conseguindo-se assim a geração de ondas, devido a este movimento. Uma das hipóteses para tentar entender este fenômeno físico é que devemos começar a partir da ideia de materialização do espaço-tempo.

Imagine que o espaço-tempo é como uma superfície e que, quando um corpo supermassivo está nele, superfície curva do espaço-tempo alteração das propriedades físicas em torno de corpo supermassivo, para que pudesse ser a hipótese da origem do gravidade dos corpos que têm massa, é claro que não iria analisar esta hipótese não está longe da realidade.

À medida que os corpos estão em movimento e ter uma grande massa irá gerar ondas na dimensão do espaço-tempo, de modo que essas ondas gravitacionais se movem através do universo em expansão lo e comprimindo por algum momento vir para o nosso planeta, sem qualquer percepção física . Provavelmente algum tipo de demonstração pode ser porque nós sentimos que os dias têm um, ou seja, período mais curto, vemos que o tempo é mais curto do que o normal, se não como percebemos há vários anos.

Não é possivelmente um laboratório, que é responsável pela realização de medições das distâncias a luz viaja para gravar as variações das distâncias e, assim, conseguir também uma ficha da existência de uma onda gravitacional chegou no laboratório.

Particularmente Albert Einstein estava certo em sua análise da relatividade, a presença de ondas gravitacionais. Só falta um bom caminho para estudar e compreender melhor, o que poderia ser suas aplicações ou talvez analisar como forma poderia beneficiar os seres humanos.

"Geofísica é a ciência que lida com o estudo da Terra a partir do ponto de vista da física. Pesquisas e analisa a origem de vários fenômenos naturais, como tsunamis, terremotos, erupções vulcânicas, etc. dependem de ferramentas indiretas para a tomada de estudo base com base em métodos quantitativos e medições de gravidade, métodos magnéticos, electromagnéticos ou campos elétricos ". - Ciência e Geofísica.

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Existencia de ondas gravitacionales (Geofísica)

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Esquematización de Ondas Gravitacionales

En unas publicaciones anteriores siempre he comentado que nuestro planeta aun existen misterios por resolver y analizar profundamente.  El universo no escapa a ello, ya que si apenas el ser humano puede entender lo que sucede en nuestro planeta, con el universo recién tenemos los conocimientos actuales en su etapa inicial.

El ser humano se ha interesado a mediados del siglo pasado hasta el presente, en el estudio y análisis de las ondas en sus diversas formas (ondas mecánicas, ondas copulares, etc.) y actualmente en las ondas gravitacionales predichas por el científico alemán Albert Einstein hace ya más de 100 años. Hasta hace algunos años atrás los científicos no creían en la existencia de las ondas gravitacionales debido a que no la podían demostrar científicamente y no tenían evidencias físicas reales o registradas de este tipo de ondas. 

Este contenido está ampliamente divulgado en internet por lo que nuestro blog realizara un análisis y que intentaremos en el futuro investigar si las ondas gravitacionales tienen o no alguna relación con la geofísica actual.

Las ondas gravitacionales no se pueden percibir directamente como lo podemos hacer con las ondas mecánicas que las podemos sentir y visualizar. A diferencias de estas, las ondas gravitacionales las podemos registrar realizando medidas en el espacio-tiempo. ¿Cómo así?

 En forma clásica usando la luz como medio natural para estas mediciones. La luz recorre cierta distancia a una determinada velocidad y cuando existen cambios en el espacio-tiempo la diferencia en la distancia recorrida de la luz nos indicará la presencia de las ondas gravitacionales que pasaron en ese punto.

¿Qué tiene que ver el espacio-tiempo con las ondas gravitacionales?

La generación de las ondas gravitacionales se da en la dimensión del espacio-tiempo, lo que vendría a ser el universo en sí. Esta idea la tenía Albert Einstein al analizar la curvatura del espacio tiempo debido a cuerpos super masivos, es decir, que tienen una masa muy enorme en el universo. La generación de las ondas gravitacionales se da por el movimiento de estos cuerpos super masivos en el universo logrando de esta manera la generación de ondas debido a este movimiento. Una hipótesis para tratar de entender este fenómeno físico es que hay que partir de la idea de la materialización del espacio tiempo.

Imaginemos que el espacio tiempo es como una superficie y que cuando un cuerpo super masivo se encuentra en ella, curva la superficie del espacio tiempo modificando sus propiedades físicas en el entorno del cuerpo super masivo, es así que podríamos dar como hipótesis el origen de la gravedad de los cuerpos que poseen masa, claro está que habría de analizar esta suposición que no está nada lejos de la realidad.

Como los cuerpos se encuentran en movimiento y poseen una gran masa van generando ondas en la dimensión del espacio-tiempo, es así que estas ondas gravitacionales se trasladan por el universo expandiéndola y comprimiéndola por la que algún momento llegan a nuestro planeta sin ninguna percepción física. Probablemente algún tipo de manifestación podría deberse a que tenemos la sensación de que los días presentan un periodo más corto, es decir, percibimos que el tiempo se hace más corto de lo normal, caso contrario a como lo percibíamos hace varios años atrás.

Existe eventualmente un laboratorio que se encarga de realizar medidas de las distancias que recorre la luz para poder registrar la variaciones de las distancias y lograr de esta manera un registro también de la existencia de alguna onda gravitacional que arribó a ese laboratorio.

Particularmente Albert Einstein tenía razón en sus análisis de la relatividad, la presencia de las ondas gravitacionales. Solo faltaría una adecuada forma de estudiarlas y comprenderlas mejor, cuáles podrían ser sus aplicaciones o tal vez analizar la manera en que forma podrían beneficiar al ser humano.

"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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"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.

"...la corteza continental es uno de los dos tipos de corteza en la Tierra, siendo el otro la corteza oceánica. Los continentes y sus plataformas continentales están compuestos de corteza continental..." - Wikipedia

Alfred Wegener

En la historia de los grandes investigadores sobre las ciencia de la tierra destacan varios personajes que aportaron a la investigación de los diferentes fenómenos naturales que abordan a nuestro planeta en áreas de la sismología, tectonofísica, meteorología o vulcanología, todo dentro del campo de estudio de la geofísica.

Alfred Wegener no escapa a este grupo ilustre de personajes ejemplares que aportaron su conocimiento en las áreas de la meteorología y la tectonofísica hoy en día, ya que con sus antiguas hipótesis sobre la deriva continental siguen dando ecos en la actualidad. Varias personas lo catalogan como uno de los padres de la Geología, gracias a su hipótesis sobre la deriva continental, ya que investigó y analizó los restos fosilizados sobre las cuencas y zonas costeras algunos continentes llegando a la conclusión de que tenían una gran similitud en sus muestras.

Esto lo llevaría a pensar que alguna vez los continentes actuales no se encontraban separados, sino todo lo contrario, se mantenían unidos, pero debido al dinamismo de la Tierra y a las fuertes corrientes de convección fragmentaron el área continental desplazándose y alejándose una de las otras hasta ver la actual forma que tienen nuestros continentes.

Alfred Wegener tuvo esa visión.

Nación en Berlín, Alemania, en 1880, fue meteorólogo y geofísico, donde propuso la teoría de la deriva continental. Se doctoró en Astronomía por la Universidad de Berlín, pero centró su campo de estudio en la geofísica y la meteorología. (1)

La meteorología tenía una vigencia fuerte en esos tiempos, se practicaba matemática pura, y era una de las ramas actuales de la geofísica contemporánea de esos tiempos. Centró sus conocimientos a la Meteorología estudiando la circulación del aire en las zonas polares a través de expediciones a Groenlandia.  

En su apogeo en el estudio de la Geofísica tuvo que abandonarlo un tiempo debido a la Primera Guerra Mundial. Afortunadamente su actividad bélica en el ejército duro poco tiempo, ya que fue herido en combate. Pero gracias a sus conocimientos en Meteorología, en la milicia tuvo que estar viajando por toda Alemania visitando las diferentes estaciones meteorológicas. (1)

Pero su dedicación a la Geofísica, lo llevó a dar cátedras en la Universidad de Graz, en Austria. Claro está enseñando Meteorología.

Pueden visitar su Biografía haciendo clic en Biografía de Alfred Wegener.

Wegener construyó la primera estación meteorológica en Groenlandia, Danmarkshavn. (1)

Algunas cosas que nos dejó Alfred Wegener fueron su libro de Termodinámica de la Atmósfera entre 1909 y 1910, sus primeras ideas públicas sobre la deriva continental, su obra sobre el origen de los continentes y océanos, publicando también alrededor de 20 trabajos meteorológicos y geofísicos. También trabajó en el libro Los climas del pasado geológico.

Algunos reconocimientos que fueron presentados en su honor fueron El Instituto Alfred Wegener de investigación Polar y marina, se le dio a un cráter de impacto en Marte a Wegener y la península Wegener, cerca de Ummannaq en Groenlandia, donde falleció el 2 de Noviembre de 1930.

"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://es.wikipedia.org/wiki/Alfred_Wegener

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4 conceptos de los sismogramas para geofisicos (Sismologia)

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Nuestro planeta es un lugar dinámico y activo. Actualmente todos los días ocurren sismos y/o terremotos en diferentes lugares del planeta con diferentes periodos de tiempo, intensidad o aceleraciones. Pero gracias al avance de la ciencia actualmente disponemos de herramientas que nos ayudan a estudiar y comprender mejor estos tipos de fenómenos naturales, o que en todo caso, inducidos por el hombre.

Los sismogramas son los medios por los que los científicos y geofísicos analizan los arrivos de las ondas sísmicas a las estaciones donde se ubican los sismómetros registrando continuamente estas señales para posteriormente determinar en que lugar del planeta ocurrió el evento sísmico.

Para esto, entonces debemos tener clara la idea de qué son los sismogramas y para qué nos pueden servir y cómo los podemos utilizar para discutir los análisis, estudios o interpretaciones de un evento sísmico dado. He aquí algunos conceptos e ideas de los sismogramas que todo geofísico debe tener siempre presente:

1. Los sismogramas registran el movimiento natural o artificial del suelo.

Es natural que nuestro planeta esté en movimiento debido a la deriva continental de las placas tectónicas sobre la astenósfera (en estudio), los roces y/o fricciones entre el material circundante, el fracturamiento de los materiales liberan energía de diferentes formas, siendo una de ellas energía mecánica produciendo oscilaciones en el material. Las velocidades con la que las oscilaciones viajan a través del medio varían arrivando a las diferentes estaciones sísmicas. Los sismómetros registran estas oscilaciones por lo que pueden ser vistas en los sismogramas.

2. Los sismómetros presentan dos componentes horizontales y un vertical.

Para determinar la correcta localización del arrivo de las ondas sísmicas a la estación sísmica, el sismómetro registra la señal en sus dos componentes horizontales, una de dirección norte-sur (N-S) y la otra en dirección este-oeste (E-W). Además de una tercera dirección la que es vertical (down-up).

Esto con la finalidad de determinar la correcta velocidad de las ondas sísmicas y de poder localizar adecuadamente la ubicación del hipocentro del sismo.

3. Con los sismogramas se puede visualizar el arrivo de las ondas sísmicas.

Las ondas sísmicas por lo general pueden ser de de dos tipos, las corpóreas o de cuerpo ( las ondas P y S) y las ondas superficiales (love o rayleigh ). La primera onda en ser registrada es la P porque posee una mayor velocidad que la onda S que es la segunda en arrivar, posteriormente y en forma conjunta las ondas superficiales.

4. Tipos de sismogramas de acuerdo al tipo de evento sísmico.

Existen diferentes formas de visualizaciones de los sismogramas que registran los sismómetros, y cada una de ellas variará de acuerdo al tipo de evento sísmico ocurrido.

Existen sismogramas para eventos locales, regionales, telesismicos, explosiones nucleares, megaterremotos, tremores volcánicos, sismo volcánicos. Todos estos tipos de señales tienen sus características propias ayudándonos a determinar qué tipo de evento sísmico ocurrió en un determinado lugar. (Analizados en la sección de sismología)

"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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Terremoto Guatemala 1976

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"La vulcanología es el estudio de los volcanes, la lava, el magma y otros fenómenos geológicos relacionados." -  Wikipedia

El terremoto de Guatemala de 1976 fue registrado el miércoles 4 de febrero de 1976 a las 03:01:43 hora local (09:01:43 UTC). El sismo tuvo una magnitud de 7.5 grados en la escala de Richter y se produjo a una profundidad de 5 kilómetros, cerca de la ciudad de Los Amates, en el departamento de Izabal, a 160 kilómetros al noreste de la capital Ciudad de Guatemala. (1)

Mapa de la falla del Terremoto 1976

En solo unos segundos un tercio de la capital quedó reducido a escombros y miles de edificios colapsaron; el terremoto se sintió también en Belice, El Salvador, Honduras y México, hasta donde se sintieron sus ondas telúricas en la Ciudad de México. También se registró un gran número de réplicas, siendo las más fuertes las de 5,8, 5,7 y 5,2 grados. (1)

El epicentro del sismo fue localizado cerca de la ciudad de Los Amates, en la parte oriental de la Falla de Motagua, una falla tranformante que forma la frontera tectónica entre la placa Norteamericana y la placa del Caribe. El sismo principal duró 39 segundos, y causó una ruptura visible sobre 230 km a lo largo de la falla de Motagua, desde Puerto Barrios en el oriente, hasta Chimaltenango en el occidente. En diferentes partes de la falla se crearon aceleraciones muy altas.

En la siguiente imagen observamos las diferentes réplicas que existieron para ese terremoto.

A continuación veremos unos vídeos de ese acontecimiento.

Descarga CODIGO html del video para insertarlo en tu investigación.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/Terremoto_de_Guatemala_de_1976
(2) http://www.prensalibre.com/noticias/terremoto-1976-sismo-guatemala-youtube-video_0_1297070566.html

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Sismos en el espacio. ¿Cómo ocurren?

GEOFISICA + CIENCIA

Nuestro mundo siempre será hasta sus ultimos días un planeta dinámico como lo mencionamos en otros post de este blog, uno de esos tantos ejemplos son que en nuestro planeta existen los terremotos causados por ondas sísmicas cuando existe fracturamiento o sizallamiento entre las placas tectónicas o fallas geológicas, liberando hacia la superficie la energía suficiente para poder provocar daños.

Pero ¿Crees que solo en nuestro planeta existe esa dinámica? Por supuesto que no. Todo el universo en sí se encuentra en movimiento, por lo cual tiene su dinamismo propio y  característico. Existen explosiones solares, impacto de asteroides, cambios en los campos magnéticos de cuerpos celestes o simplemente impactos de masas coronarias o plasma solar provenientes de nuestra estrella hacia nuestro planeta y/o otras direcciones en el espacio.

Entonces, si existe el dinamismo en el universo, ¿habrán sismos o terremotos en el espacio?

Imagen recreativa de un Magnetar.

En el año 2009 astrónomos pudieron descubrir señales sísmicas subyacentes en una gran explosión en un magnetar mediante el telescopio espacial de rayos X Fermi de la NASA. Dichas señales se identificaron por primera vez durante el desvanecimiento de raras erupciones gigantes producidas por estos magnetares. (1)

¿Y qué es un Magnetar? ¿Y cómo generan éstas señales sísmicas?

Los magnetares no son más que estrellas de neutrones que son los objetos más densos, más magnéticos y que giran más rápido por el universo. Cada uno de estas estrellas es el núcleo aplastado de una estrella masiva que se quedó sin combustible, derrumbándose por su propio peso, y explotando como una supernova. Comparándola con la Tierra, una estrella de neutrones tiene la masa equivalente de medio millón de Tierras concentradas en una esfera de unos 12 kilómetros de diámetro.

Estas señales sísmicas se originan, según hipótesis, debido a la gran intensidad y/o reordenamiento del campo magnético de una estrella de neutrones produciendo el fracturamiento de su superficie. Las explosiones y las liberaciones de energía que se producen en la estrella de neutrones hacen que su corteza vibre grabándose en las trazas de los rayos gamma y de rayos X de este telescopio.

Hasta el momento solo se han detectado 23 Magnetares en lo que tenemos de conocimiento del Universo.

Al igual cómo sucede aquí en la Tierra, para que se originen terremotos de gran magnitud, se necesita la acumulación de bastante energía durante el tiempo para que se produzca el evento sísmico. Algo parecido ocurre en los magnetares, al parecer la geofísica de su naturaleza es similar más no igual.

Según Anna Watts, astrofísico de la Universidad de Amsterdam, opinó lo siguiente:  "Creemos que estos son probables oscilaciones de torsión de la estrella donde la corteza y el núcleo, obligado por el campo magnético super-fuerte, están vibrando juntos". (1)

¿Vibrando? El autor de estas vibraciones sería el campo magnético de esa estrella. Comparando a nuestro planeta con esta estrella, ¿podría nuestro campo magnético terrestre producir terremotos o sismos?. La respuesta es obvia, no; esto debido a que nuestro campo magnético es totalmente diferentes al de una estrella de neutrones

¿Pueden existir según la ciencia casos diferentes de sismos en el espacio? Nuestro blog se unirá a este estudio de geofísica espacial y reunirá toda la información necesaria.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1) http://www.europapress.es/ciencia/astronomia/noticia-detectan-ondas-sismicas-gran-explosion-magnetar-20141022132857.html
(2) http://actualidad.rt.com/ciencias/view/144419-nasa-registra-rarisimo-fenomeno-sismo-estelar

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